Uno Studio sull’ecologia dei sistemi delle zone umide intertidiali di acqua salata e dolce, condotto da scienziati sulla costa della Carolina del Sud, confermerebbe che le paludi salmastre sono fortemente minacciate dall’aumento del livello del mare indotto dai cambiamenti climatici la cui velocità supera la loro capacità di adattamento.
Mentre una singola pianta è in grado di fissare l’anidride carbonica inorganica (CO2) dall’aria, l’intero ecosistema che circonda la pianta, tra cui l’acqua, gli altri organismi e le condizioni del terreno, influenza l’efficienza con cui l’ecosistema scambia CO2. È difficile comprendere come la fotosintesi, l’allocazione dell’energia e la produttività delle piante differiscano nei vari ecosistemi. Nell’ecosistema forestale, gli alberi più alti crescono nel corso di decenni per assorbire tutta la radiazione solare disponibile nella chioma, privando le piantine sottostanti della luce solare necessaria per aumentare la loro biomassa. Allo stesso modo, le erbe palustri si adattano ai cambiamenti altimetrici delle paludi che influenzano la quantità di inondazioni che le erbe subiscono e l’energia che la pianta trasferisce per la crescita delle foglie o delle radici.
Per comprendere meglio come le dinamiche degli ecosistemi possano modificare la produttività delle piante, scienziati dell’Università della Carolina del Sud e della Christopher Newport University della Virginia hanno studiato la fotosintesi e la traspirazione, o dispersione energetica, di una singola specie di erba palustre, la Spartina alterniflora di North Inlet che cresce alta o bassa a seconda della quota della palude e della vicinanza delle piante all’acqua del torrente soggetto alle maree.
I risultati sono stati pubblicati nello Studio “Components of the CO2 Exchange in a Southeastern USA Salt Marsh”, pubblicato su Ocean-Land-Atmosphere Research.
“Nelle paludi salmastre dell’America Nord-orientale, c’è in genere un gradiente di produttività spaziale dell’erba dominante, Spartina alterniflora – ha affermato James T. Morris, Professore presso il Baruch Institute for Marine and Coastal Sciences dell’Università della Carolina del Sud e principale autore dello studio – L’erba è più alta e produttiva vicino ai bordi dei ruscelli di marea, mentre le aree paludose interne sono coperte da formazioni di Spartina più basse e meno rigogliose. Il nostro obiettivo era di quantificare lo scambio di CO2 tra l’atmosfera e sommità erbosa e il suolo, al fine di comprendere meglio come si confrontano i siti paludosi ad alta e bassa produttività“.
È importante sottolineare che i ricercatori hanno garantito che nello studio tutti i parametri fotosintetici, ovvero i fattori che influenzano l’efficienza della fotosintesi in una pianta, fossero uguali, tra cui la quantità di luce solare disponibile, la temperatura e la specie di pianta.
Gli scienziati hanno misurato attentamente la crescita dell’erba, la fotosintesi e la traspirazione utilizzando camere ambientali sigillate che hanno permesso al team di misurare l’attività di un’area specifica dell’ecosistema della palude. Lle misurazioni sono state raccolte dalle formazioni alte di erba palustre situate più vicine al torrente a quote più basse e da forme basse della pianta situate più lontano dal ruscello a quote più elevate.
Misurando regolarmente la biomassa dell’erba, l’assorbimento di CO2, la fotosintesi e il rilascio di CO2 nel corso nel corso di un anno, i ricercatori (oltre al Prof. Morris ha contribuito alla ricerca Gary Whiting, Professore presso il Department of Organismal and Environmental Biology della Christopher Newport University della Virginia) sono stati in grado di confrontare la fissazione del carbonio tra le forme di erba alta e bassa.
In alcuni casi, le formazioni di erbe basse e alte hanno mostrato caratteristiche simili, come la dimostrazione di livelli più elevati di respirazione della chioma, o il dispendio energetico sopra il terreno, all’inizio di marzo, quando la biomassa in piedi di entrambe le forme di erba è inferiore. Anche la fotosintesi lorda, o la quantità totale di CO2 consumata per la fotosintesi, per entrambe le forme di piante raggiunge un plateau a metà estate.
Ancora più importante, gli scienziati hanno constatato che le forme d’erba basse e alte differivano nella loro produttività nel corso dell’anno. La respirazione del suolo, o una misura della quantità di CO2 rilasciata e dell’energia consumata dalle radici delle piante, era maggiore nelle erbe a chioma bassa rispetto a quelle alte. È interessante notare che il tasso di fotosintesi specifico del peso delle foglie a una biomassa comune della chioma era simile sia nelle erbe basse che in quelle alte, ma lo studio ha scoperto che le piante a chioma bassa crescevano meno delle piante alte.
Poiché la crescita della chioma delle erbe a chioma bassa rallentava durante la stagione di crescita rispetto alle erbe a chioma alta, il team ha anche scoperto che le erbe a chioma alta catturano più CO2 atmosferica nel corso dell’anno rispetto alle erbe a chioma bassa, che crescevano più lontano dal torrente a quote più elevate.
“Abbiamo scoperto che i parametri fotosintetici delle erbe erano equivalenti e le differenze nella loro produttività erano determinate da differenze nella ripartizione della crescita tra foglie e radici – ha aggiunto Morris – L’erba a chioma bassa è meno produttiva, investendo più energia nella crescita delle radici. Una seconda scoperta importante è stata che in una singola stagione di crescita la biomassa della forma più produttiva di erba si espande per intercettare tutta l’energia solare disponibile, proprio come una foresta matura“.
Sulla base dei loro risultati e di quelli di altri ricercatori, il team ipotizza che la variabilità nel sequestro netto del carbonio tra diverse paludi salmastre sia dovuta a cambiamenti nelle differenze altimetriche, al clima e all’età della palude.
Questo potrebbe significare che le paludi salmastre di North Inlet, difficilmente sopravviveranno fino alla fine di questo secolo per l’innalzamento del livello del mare e che la linea di spiaggia si ritiri sul margine montano a ovest delle attuali paludi.
In copertina: Le paludi salmastre di North Inlet lungo la costa sud-orientale del Nord America oggetto dello studio, ricoperta da una monocoltura erbacea di Spartina alterniflora (Sparto ibrido che cresce da 1 a 1,5 m di altezza e ha steli lisci e cavi e le cui foglie, lunghe da 20 a 60 cm e larghe 1,5 cm alla base, sono fortemente affusolate e si piegano verso la punta). inondata due volte al giorno con acqua salata delle maree (foto di James Morris)..