Più piogge, meno alberi: l’enigma della savana

Nel 2011 le immagini satellitari delle savane africane permisero di osservare quello che era da tutti ritenuto un mistero. Queste distese, a seguito delle forti precipitazioni alternate a periodi di siccità, mostravano infatti una carenza sempre più accentuata di alberi; molti meno di quanto si aspettavano i ricercatori.

Fino ad allora si era ritenuto che le precipitazioni favorissero la crescita delle piante, mentre invece si stava assistendo ad una lenta ma progressiva diminuzione della presenza di alberi.

Ora, i ricercatori dell’Università di Princeton, New Jersey, hanno forse trovato una spiegazione a questo enigma ecologico.

In condizioni molto umide, le erbe hanno la capacità di assorbire l’acqua rapidamente e di sostenere così alti tassi di fotosintesi.

Al contrario delle erbe, gli alberi, a causa delle foglie più dure e delle radici, sono in grado di sostenere meglio i periodi di siccità, anche grazie alla loro capacità di tollerare meglio lo stress idrico.

Questa capacità, favorevole alla sopravvivenza nei periodi siccitosi, diventa però uno svantaggio nei periodi di precipitazioni intense, dal momento che gli alberi utilizzano solo l’acqua di cui hanno bisogno e che è loro sufficiente.

Non serve quindi una quantità enorme di pioggia.

Paragonando il ‘sistema savana’ ad un sistema economico, Xiangtao Xu, assistente del prof. David Medvigy, co-autore dello studio, spiega che quando la ‘banca’ (cioè la savana) è ricca d’acqua (pioggia), le erbe che hanno strutture a buon mercato (semplici), prosperano.

Quando vi è scarsità d’acqua, gli alberi – strutture complesse – soffrono la mancanza d’acqua in misura minore delle erbe e quindi sono loro a prosperare.

Il problema è che per il futuro si prevede una maggior frequenza di piogge intense, specie nelle zone tropicali – sostiene Xu – e questo non può che andare a vantaggio della vegetazione erbosa e a svantaggio della copertura arborea, vale a dire ad una diminuzione degli alberi, che nella savana sono pertanto destinati ad essere sempre di meno.

“Ovviamente tutte le faune che vivono in quell’habitat, compreso gli esseri umani, saranno influenzati da questi cambiamenti climatici”, avverte Xu.

Lo studio mette in evidenza l’importanza del modello e dell’intensità delle precipitazioni, piuttosto che la media annua della pioggia.

In 50 anni, a parità di acqua caduta complessivamente, le zone con precipitazioni più intense avranno meno alberi e più erba e questo avrà ricadute sugli erbivori e sugli altri animali del bioma.

In sostanza, cambierà notevolmente l’intero ecosistema.

Xu, Medvigy e l’altro co-autore, Rodriguez-Iturbe, insieme a James S. McDonnell, docente di Ingegneria Civile e Ambientale alla Princeton, hanno creato un modello numerico che ha imitato le attuali funzioni meccanicistiche degli alberi e delle erbe. Nelle equazioni sono stati considerati i processi di fotosintesi e l’assorbimento d’acqua, mettendoli in relazione con i parametri delle precipitazioni osservate nella realtà sul terreno.

Questa configurazione matematica ha consentito al team di osservare la risposta delle piante nelle diverse condizioni climatiche.

In passato, le analisi erano state eseguite su scala annuale o mensile, ma ora si è compreso che è fondamentale capire quale sia invece la quantità di precipitazione giornaliera sulle varie zone della savana. E’ questo parametro che potrà indicare il risultato della competizione alberi-erbe.

“Nel modello, abbiamo messo in relazione gli schemi delle precipitazioni reali, confrontando le corrispondenze tra le abbondanze di erbe e di alberi e quindi i risultati numerici con le osservazioni del mondo reale”, dice Xu.

“Lo studio di Princeton prova come le variazioni nelle precipitazioni condizionino le interazioni albero-erba”, afferma Gaby Katul, docente di idrologia e micrometeorologia presso la Duke University, North Carolina, che non era coinvolto nella ricerca. “L’approccio può essere valido non solo per una ‘diagnosi’ dello stato attuale in cui dominano le variazioni dei modelli di precipitazioni, ma anche per una ‘prognosi’ su ciò che potrà accadere in futuro”.

Non possiamo dire, a questo punto, cosa sia vantaggioso per la savana, se una prevalenza delle erbe sugli alberi o viceversa.

Più erbe significano più sostegno per gli erbivori e meno alberi portano ad una diminuzione nella rimozione di anidride carbonica dall’atmosfera, oltre alla perdita di habitat per uccelli e altri animali che basano la loro presenza sugli alberi.

Il modello offre comunque spunti di riflessione sulle politiche e le decisioni migliori da prendere per l’adattamento ai cambiamenti futuri.