Il declino del manto nevoso della foresta potrebbe causare la crescita dell'albero, l'impatto della vita animale e umana

Il cambiamento climatico potrebbe ridurre drasticamente il manto nevoso invernale nelle foreste di tutto il nord-est degli Stati Uniti, creando una cascata di problemi per gli ecosistemi delle foreste colpite e per le popolazioni umane che vivono in quelle aree, secondo un nuovo studio.

Basandosi su 60 anni di dati che mostrano il calo del manto nevoso invernale a Hubbard Brook Experimental Forest nel New Hampshire, i ricercatori del Graduate Center della City University di New York e della Boston University progettano fino alla riduzione percentuale 95 nell'area forestale coperta da un manto nevoso profondo e isolante attraverso gli Stati Uniti nordorientali entro l'anno 2099.

L'area forestale nel nord-est è attualmente coperta da un manto nevoso profondo durante i mesi invernali potrebbe ridursi dalle miglia quadrate 33,000 oggi alle sole miglia quadrate 2,000, un'area di circa un quinto delle dimensioni del Vermont, entro la fine del 21st secolo.

I ricercatori hanno scoperto che questi cambiamenti potrebbero comportare un calo percentuale di 40-55 dei tassi di crescita degli aceri di zucchero in aree che registrano un calo significativo del manto nevoso.

Se confermate, queste proiezioni causerebbero gravi interruzioni dell'ecologia, della vita animale e delle attività umane all'interno e intorno a 85,000 miglia quadrate delle foreste di latifoglie nordiche negli Stati Uniti e in Canada.

Lo studio è pubblicato in Global Change Biology.

Importanza del manto nevoso profondo

Il manto nevoso invernale, in particolare il manto nevoso profondo, svolge funzioni importanti negli ecosistemi forestali nordorientali.

Ogni inverno, la neve copre queste foreste come una coperta. Questo spesso strato aiuta molte specie di piante, animali e insetti a far fronte a brutali temperature sotto lo zero. Aiuta anche a mantenere la salute degli alberi e del suolo delle foreste impedendo che il gelo dannoso penetri nel terreno e danneggi le radici e gli organismi che vivono nel suolo.

"Sappiamo che le radici degli alberi e gli organismi che abitano il suolo come microbi, invertebrati (ad es. Artropodi) e forse persino vertebrati come salamandre e alcune rane si affidano al manto nevoso profondo per isolarli dalle temperature dell'aria più rigide in inverno", ha detto Andrew Reinmann, professore assistente e ricercatore con Environmental Science Initiative presso Advanced Science Research Center presso il Graduate Center, CUNY, e con il Dipartimento di geografia del Hunter College, e primo autore dello studio.

"La perdita del manto nevoso può aumentare l'esposizione delle radici degli alberi e di questi organismi al congelamento del suolo", ha continuato. "Dal nostro lavoro e dal lavoro di altri, scopriamo che il congelamento del suolo danneggia le radici degli alberi, aumenta le perdite di nutrienti dal suolo, riduce l'abbondanza e la diversità degli artropodi e può compromettere la sopravvivenza durante l'inverno delle piantine di alcune specie di alberi".

Reinmann ha osservato che il congelamento del suolo ha un effetto a cascata sulla salute delle foreste. Danneggiando le radici e modificando la chimica del suolo, influisce anche sulla chimica fogliare e sulla crescita dei rami. La salute della foresta diminuisce in generale come nutrienti chiave, come l'azoto, il lavaggio del suolo e le comunità di insetti che vivono la popolazione e la perdita di diversità.

Lo studio

Il nuovo studio, condotto da Reinmann con Eleonora MC Demaria del Southwest Watershed Research Center insieme a Pamela H. Templer e Jessica R. Susser del Dipartimento di biologia dell'Università di Boston, suggerisce che la risposta dell'ecosistema al calo del manto nevoso potrebbe ostacolare i tassi di crescita di 40-55 per cento di aceri da zucchero nelle foreste nord-orientali.

Per capire come la rimozione del manto nevoso profondo influisca sulla crescita degli alberi, i ricercatori hanno rimosso il manto nevoso dalle parcelle della foresta di Hubbard Brook e hanno analizzato l'effetto sulla salute degli alberi in quelle aree in cinque anni.

Immagine: Pamela Templer

Essi hanno scoperto che senza questo tampone naturale, la profondità del gelo del suolo si estendeva su 30 centimetri nelle aree in cui era stato rimosso il manto nevoso, rispetto a circa 5 centimetri nelle aree coperte di neve.

Usando una punta da trapano cava specializzata chiamata perforatrice a incremento, i ricercatori hanno rimosso i nuclei di legno delle dimensioni di paglia dagli steli di acero di zucchero. Visti al microscopio, questi nuclei di legno hanno mostrato gli anelli di crescita annuali degli alberi e hanno permesso ai ricercatori di tracciare gli effetti della rimozione del manto nevoso in tempo reale.

I ricercatori hanno scoperto che dopo soli due anni, gli aceri di zucchero sono cresciuti fino a 40 per cento in modo più lento. Per i restanti tre anni, i loro tassi di crescita sono rimasti inferiori di 40-55 rispetto alle aree coperte dal manto nevoso profondo.

Pertanto, qualsiasi significativo calo del manto nevoso profondo e isolante può causare gravi danni all'ecosistema.

I ricercatori affermano che il declino del manto nevoso potrebbe ridurre i tassi di crescita nella regione settentrionale delle foreste di latifoglie del 20 percento proprio attraverso il suo impatto sugli alberi. Anche questo probabilmente sottostima l'effetto totale sulla crescita delle foreste perché non tiene conto dei danni alle radici causati dal congelamento del suolo.

Mentre alcuni studi precedenti suggeriscono che il riscaldamento delle temperature della stagione di crescita potrebbe aiutare compensare il danno causato da un ridotto manto nevoso, i ricercatori ritengono che ciò sia improbabile.

Negli ultimi cinque anni, i ricercatori hanno studiato la crescita degli alberi e il danno alle radici in condizioni più calde come parte del Cambiamenti climatici attraverso le stagioni Esperimento. Usano cavi di riscaldamento interrati per riscaldare i terreni forestali di 9 gradi Fahrenheit durante la stagione di crescita da aprile a novembre. Durante l'inverno, i ricercatori rimuovono la neve dall'area e continuano a riscaldare il terreno con i cavi scaldanti, inducendo efficacemente i cicli di congelamento e scongelamento del terreno. Finora, hanno scoperto che il danno causato da questi cicli di congelamento-scongelamento non era compensato dalle temperature del suolo più calde.

L'impatto del declino del manto nevoso

Oltre a influire sull'ecosistema forestale, il calo profondo del manto nevoso avrebbe un impatto diretto sulla vita di molte persone che risiedono in queste aree.

"L'industria dei prodotti in acero, l'industria del legname, il turismo e le industrie ricreative dipendono in larga misura dalla neve e dagli inverni freddi", ha affermato Reinmann. "Dimostriamo nel nostro lavoro che il declino del manto nevoso e l'aumento del congelamento del suolo incidono negativamente sugli aceri di zucchero, che sono al centro di molte di queste industrie".

Reinmann ha citato i potenziali effetti che il declino degli aceri da zucchero potrebbe avere sull'industria dello sciroppo d'acero, poiché inverni più brevi e più variabili riducono la lunghezza della stagione di produzione della linfa e riducono la qualità e la quantità di acero.

Anche l'industria dello sci, centrale per il sostentamento e l'economia locale di molte piccole città del nord-est, sarebbe stata duramente colpita. Una lattina invernale a neve bassa costano all'industria dello sci più di $ 1 miliardi e lavori 17,400 rispetto ad una stagione media.

Reinmann ha osservato che, mentre l'industria dello sci è in grado di tamponare alcune flessioni del manto nevoso producendo neve, è costoso farlo e richiede ancora tempo freddo.

"A meno di ridurre notevolmente le emissioni di anidride carbonica e mitigare i cambiamenti climatici antropogenici, non sembra esserci molto che possiamo fare", ha detto.

"Dal punto di vista culturale ed economico, il riscaldamento degli inverni avrà probabilmente un impatto negativo sui mezzi di sussistenza di molte persone che vivono nella regione, così come le persone che vi accorrono per turismo e svago."

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