La spettroscopia di riflettanza utilizzata per studiare l’azione dell’inquinamento atmosferico sulla vegetazione
L’area del Mediterraneo si è sempre dimostrata sensibile alle variazioni nelle dinamiche atmosferiche, l’impatto dei cambiamenti climatici potrebbe rivelarsi quindi particolarmente grave. I modelli climatici indicano che il bacino del Mediterraneo subirà drastiche riduzioni delle precipitazioni (pioggia e neve) fino al 25-30% entro la fine del XXI secolo e un aumento della temperatura dell'aria di 2-3 °C entro il 2050. Questi fenomeni combinati ai fattori di stress come l'inquinamento atmosferico, la crescita della popolazione e l'urbanizzazione, rendono gli ecosistemi della regione particolarmente vulnerabili.
Applicazioni innovative. I ricercatori sostengono che sia necessario un monitoraggio continuo per valutare l’effetto delle politiche ambientali. Il telerilevamento ottico (una gamma di tecniche di imaging in grado di differenziare bersagli o superfici) è ideale per questo scopo, in quanto può essere utilizzato per fornire rapidamente informazioni su una vasta area, compreso il funzionamento delle piante. In particolare, una di queste tecniche, nota come spettroscopia in riflettanza, potrebbe essere un metodo eccellente per monitorare le risposte della vegetazione all'inquinamento atmosferico. Una recente revisione si è occupata dell’utilizzo di questa tecnologia al fine di rilevare e valutare gli effetti dell'inquinamento atmosferico sulle piante, iniziando con la storia della spettroscopia di riflettanza e quindi riassumendo gli studi pertinenti sull’argomento.
La spettroscopia è una branca della fisica che si occupa degli spettri elettromagnetici (la gamma di lunghezze d'onda della radiazione elettromagnetica. La radiazione può essere riflessa, trasmessa attraverso o assorbita dalla superficie composta dalla vegetazione. I dispositivi spettroscopici possono essere usati per misurare la riflettanza, ovvero il rapporto tra la radiazione riflessa da una superficie e la quantità di radiazione che colpisce la superficie. Le proprietà delle piante come la struttura fisica, il contenuto di acqua e le risposte agli stress possono essere dedotte da questo indice di riflettanza, sebbene si possa comunque incorrere in qualche errore.
La spettroscopia offre un'alternativa all'analisi biochimica, che necessita una raccolta e un’analisi di laboratorio del materiale vegetale. I vantaggi della spettroscopia rispetto a questo tipo di approccio standard sono la rapidità, la non distruttività e l’economicità. È possibile l’applicazione su larga scala, permette di analizzare gruppi più o meno ampi di piante fino allo studio di interi paesaggi.
Una tecnica consolidata. Già negli anni '60, gli studi di laboratorio basati sulla spettroscopia erano in grado di prevedere il contenuto di proteine, grassi e carboidrati dei cereali. In effetti, la maggior parte del lavoro fino agli anni '90 si concentrava su applicazioni agronomiche e materiale vegetale essiccato. Le nuove applicazioni all’ecologia delle specie forestali e prative sono state introdotte alla fine degli anni '80, grazie anche allo sviluppo di dispositivi aerei che potevano stimare il contenuto di azoto e lignina (un polimero organico presente nel tessuto vegetale) nelle chiome degli alberi. L'emergere di sofisticati dispositivi portatili ha guidato un'ulteriore crescita di questa applicazione per comprendere le funzioni delle piante negli ecosistemi.
La spettroscopia è stata utilizzata per valutare l'impatto dell'inquinamento atmosferico dagli anni '80, con studi cardine soprattutto tedeschi e statunitensi. Recentemente è stata valutata la capacità di questa tecnica nel rilevamento dell’influenza degli inquinanti sulla funzionalità dei vegetali nell’area del Mediterraneo. Gli studi si sono focalizzati principalmente sull’ozono e sulla sua interazione con altri gas (anidride carbonica, ossidi di azoto e anidride solforosa), gli altri inquinanti come il particolato (PM) e i metalli pesanti, hanno attirato l'attenzione degli scienziati solo negli ultimi anni.
L'utilità della ricerca. L'inquinamento da ozono è particolarmente preoccupante in quanto può influire in maniera massiva sullo sviluppo delle piante. A causa dei cambiamenti climatici si ipotizzano elevati aumenti di questo gas nella sua concentrazione al livello del suolo. La spettroscopia è stata utilizzata per la diagnosi precoce e per il monitoraggio delle risposte delle piante all'ozono. Diversi studi hanno persino dimostrato la possibilità di identificare i genotipi che hanno livelli più elevati di tolleranza all'ozono, dato utilissimo nell’ottica di un allevamento di specie resistenti.
Il particolato è un altro inquinante atmosferico che potrebbe avere un impatto sulla pianta (come pure sulla salute umana). La spettroscopia può essere utilizzata per monitorare l'accumulo di PM sulla superficie delle foglie e può conseguentemente offrire un dato sui suoi livelli nell’ambiente.
I ricercatori affermano che vi è un crescente interesse nell'uso della spettroscopia in riflettanza come approccio per valutare l'impatto dell'inquinamento atmosferico sulla vegetazione.
Tuttavia, sebbene siano stati studiati vari tipi di vegetazione, poche di queste specie sono rappresentative dell’ambiente mediterraneo. Quindi, concludono, è necessario porre maggiore attenzione alla scelta degli areali di studio e alle specie, in modo da fornire dati utili soprattutto per quelle aree più vulnerabili, per il contrasto al declino della qualità dell’aria e ai cambiamenti climatici.
Fonte: http://ec.europa.eu/
