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Anidride carbonica e crescita vegetale

Gli ecosistemi terrestri sono una componente importante e dinamica del ciclo globale del carbonio. Negli ultimi decenni, hanno sequestrato circa il 25% del carbonio emesso in atmosfera dalle attività umane. Gli effetti dei modelli di sviluppo umano, tra cui la deforestazione e l'urbanizzazione, hanno cambiato la distribuzione spaziale e la struttura degli ecosistemi terrestri. Comprendere quindi le conseguenze del consumo e dei cambiamenti nell'uso del suolo sulla produttività vegetale e sul carbonio è fondamentale per prevedere le conseguenze sul ciclo del carbonio in scala locale, regionale e globale.

Alcuni dati sullo sviluppo urbano. 
La crescita della popolazione, la migrazione verso le città e le forme tentacolari di sviluppo del territorio sono in aumento. Tra il 1950 e il 2010, la popolazione mondiale è cresciuta da 2,6 a 6,9 miliardi di persone, con la percentuale di persone che vivono in città in aumento dal 29% al 52%. Le aree urbane costituiscono quasi il 3% della superficie globale, misura paragonabile a quella delle foreste temperate. Questo dato è destinato a raddoppiare entro il 2050. Negli Stati Uniti, circa l'80% della popolazione vive oggi in aree urbane e la copertura del suolo è cresciuta, secondo alcune stime, anche del 380% tra il 1974 e il 2002.
La copertura del suolo urbano è intrinsecamente eterogenea, con strade, edifici e vegetazione che coesistono entro piccoli appezzamenti di terreno. Le aree urbane possono includere quantità significative di vegetazione, e spesso hanno una storia complessa  di uso del suolo. Queste aree rappresentano un mosaico di vegetazione e di terreno coperto che fa variare funzione, proprietà, produttività e struttura dell'ecosistema.
Gli impatti ambientali globali delle città sono in crescita. Consumano il 67% dell'energia globale ed emettono il 71% delle emissioni di carbonio legate all'energia. I dati più alti sono associati ai luoghi con copertura del suolo più alta. Gli studi suggeriscono anche che le aree urbane hanno proprietà uniche in ambito meteorologico e atmosferico, vegetazionale e faunistico. Questi impatti ecologici si estendono ben oltre i singoli confini della città attraverso le teleconnessioni e la domanda di beni e servizi da parte dell'agricoltura.

Il verde in città. 
La vegetazione nelle aree urbane evidenzia condizioni di crescita modificate. Queste aree in genere mostrano da 3 a 12 °C in più rispetto alle aree rurali. Questo effetto "isola di calore urbana" aumenta la lunghezza della stagione di crescita da 15 a 31 giorni nelle città del New England. Le applicazioni di fertilizzanti e un maggiore deposito atmosferico urbano di N sono stati associati ad un aumento delle concentrazioni nel suolo. Gli ingressi di azoto atmosferico sono stati positivamente correlati con le emissioni di COdelle strade e alla vicinanza alle principali vie di comunicazione, mettendo in evidenza l'influenza delle attività umane sugli ingressi dei nutrienti nelle piante. Inoltre, le aree urbane, spesso mostrano concentrazioni atmosferiche di CO2 che sono di 10-50 ppm sopra la media, con un chiaro effetto stimolante per la produttività delle piante. Elevate concentrazioni di aerosol nell'atmosfera urbana aumentano la diffusione del fascio luminoso, quindi migliorano l'efficienza fotosintetica della vegetazione. Mentre gli aumenti di azoto, di carbonio atmosferico e di disponibilità luminosa accoppiatia una stagione di crescita più lunga possono aumentare la produttività delle piante nelle aree urbane, la carenza di carbonio nel suolo e la compattazione dei terreni, i danni fogliari derivati dall'ozono e la ridotta disponibilità di acqua possono limitare la produttività dell'impianto. La nostra comprensione dell'effetto netto dell'urbanizzazione sulla crescita delle piante rimane incerta. I pochi studi esistenti incentrati sulla produttività della vegetazione urbana hanno trovato tassi di crescita più elevati per le piante in città che per gli alberi nelle zone rurali limitrofe. Questi studi sono però focalizzati su piantine e alberelli e non considerano la storia dell'uso del suolo nel loro campionamento.
 
Altri passi avanti. Una recente ricerca statunitense ha valutato come l'effetto della conversione della copertura del suolo da foresta a territorio urbano, si estende sulla dinamica della vegetazione. In particolare, è stata utilizzata una combinazione di telerilevamento, misure biometriche, dendrocronologia per quantificare la struttura della vegetazione e la modificazione dei tassi di crescita in funzione del tipo di sviluppo urbano e dell'intensità dello sviluppo. I ricercatori sono partiti dall'ipotesi che l'urbanizzazione avrebbe contemporaneamente diminuito la riserva di carbonio nel terreno e contemporaneamente aumentato la produttività dell'ecosistema.
Hanno scoperto che l'area urbana utilizza meno della metà della biomassa delle distese forestali adiacenti. Le analisi su Quercus rubra hanno dimostrato che a livello della zona basale c'è un incremento dello sviluppo del 100%. Il tasso di crescita è paragonabile a quello delle piante nell'area forestale. Il contrasto tra i tassi di crescita elevati e la minor biomassa all'interno delle aree urbane suggerisce la presenza di un ecosistema molto dinamico con rapido turnover. Vista la forte espansione delle città, quantificare il ruolo della vegetazione urbana nei bilanci regionali e globali del carbonio diventerà sempre più importante. Studi come questo sono il primo passo verso una più approfondita conoscenza dell'argomento.
 

Lo stretto rapporto tra atmosfera, suolo e piante è l'oggetto di un nuovo studio condotto negli Stati Uniti

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