Come i cambiamenti climatici possono alterare l’idrologia degli ecosistemi delle praterie

“Se vogliamo prevedere gli effetti del cambiamento climatico sulle risorse idriche della Terra, abbiamo bisogno di dati che mostrino come risponderà il ciclo idrologico su piccola scala in cui possiamo definire i meccanismi, ma che semplicemente non sono disponibili”, ha affermato Jesse Radolinski, corrispondente L’autore dello studio, un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Ambientali dell’UMD che ha iniziato il lavoro presso l’Università di Innsbruck. “I nostri esperimenti hanno scoperto che in condizioni di siccità estiva e temperature dell’aria più elevate previste in un futuro con elevata concentrazione di CO₂due cose cambiano fondamentalmente: primo, le proprietà strutturali del terreno nella zona delle radici cambiano in modo che l’acqua scorre in modo diverso da quanto ci aspettassimo, e secondo, queste condizioni climatiche e proprietà del suolo alterate fanno sì che le piante accedano all’acqua in modo diverso.”

Attualmente, le nuove precipitazioni tendono a indugiare nella zona delle radici dove si mescolano con l’acqua esistente nel suolo (cioè con le precipitazioni precedenti) prima di filtrare nei corsi d’acqua e nei fiumi locali. Radolinski ha affermato che questo studio suggerisce che, nelle future condizioni climatiche, le piogge intense potrebbero spostarsi più rapidamente attraverso il suolo nei corpi idrici locali, interagendo meno con l’acqua immagazzinata e potenzialmente portando con sé nutrienti e sostanze inquinanti. Inoltre, le piante soggette a queste future condizioni di siccità conservano più acqua, rilasciandone meno nell’atmosfera attraverso la traspirazione. Ciò potrebbe significare un minore raffreddamento atmosferico, innescando un circolo vizioso di maggiore siccità e maggiore riscaldamento.

Radolinski e i suoi colleghi hanno condotto il loro esperimento con l’Università di Innsbruck in appezzamenti aperti in una prateria austriaca. Hanno simulato sei diverse condizioni climatiche manipolando la temperatura dell’aria e la CO2₂ livelli e introducendo siccità ricorrenti con grandi rifugi posizionati automaticamente che impedivano alle precipitazioni naturali di raggiungere i terreni. Quando hanno simulato la pioggia, hanno usato acqua con un isotopo tracciabile dell’idrogeno chiamato deuterio, e poi hanno seguito il suo percorso attraverso le piante e il terreno.

I loro risultati hanno mostrato che dopo siccità ricorrenti in appezzamenti con livelli elevati di CO₂ e il riscaldamento, la struttura dei pori nel suolo è cambiata in modo che l’acqua più vecchia potesse rimanere chiusa in pori più piccoli, mentre l’acqua più nuova scorreva in pori più grandi che drenavano più rapidamente. Inoltre, le piante sono state efficaci nell’accedere all’umidità del suolo più facilmente disponibile e hanno conservato la perdita d’acqua rilasciandone meno nell’atmosfera attraverso la traspirazione. Ciò potrebbe aiutare le piante ad adattarsi allo stress idrico in future condizioni di siccità, anche se sono necessarie ulteriori ricerche per individuare gli effetti sulla crescita.

Lo studio rivela che le interazioni tra suolo e acqua potrebbero essere molto più complesse di quanto si pensasse in precedenza, con conseguenze significative sulla capacità degli ecosistemi di resistere e riprendersi dalla siccità. Queste intuizioni saranno fondamentali per orientare le strategie di conservazione e gestire gli ecosistemi in un clima in rapido cambiamento.

Radolinski ha completato la sua borsa di studio come ricercatore associato post-dottorato nel laboratorio del Dr. Gurpal Toor nel gennaio 2025. Lo studio è stato una collaborazione internazionale co-guidata da ricercatori dell’Università di Innsbruck.