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Piante e Clima Globale – Parte III

CO2 e Produttività Globale dei Vegetali

Per i nostri scopi è interessante anzitutto evidenziare gli strettissimi legami esistenti fra livelli atmosferici di anidride carbonica e produttività globale dei vegetali. In tal senso sono qui di seguito riportate alcune interessanti evidenze.

Anzitutto i proxy data presenti in carote glaciali antartiche pubblicati da Prentice et al (2011) indicano che la produttività dell’ecosistema globale nell’ultimo massimo glaciale (Last Glacial Maximum – LGM) era inferiore del 25/40% rispetto a quella dell’Olocene Pre-industriale (Pre Industrial Holocene PIH) e inoltre un valore coerente con tali misure (-30%) è risultato da simulazioni svolte con modelli matematici. Tale fenomeno è probabilmente frutto dei soli ecosistemi terrestri, poiché quelli marini evidenziano solo variazioni marginali nella transizione da LGM a PIH.

A ciò si aggiunga che le antiche produzioni di cereali simulate da Araus et al. (2003) mostrano che il passaggio di CO2 dai livelli pre-industriali (275 ppmv) a quelli degli anni ’80 (350 ppmv) ha dato luogo ad un aumento del 40% della produzione di cereali (e con loro, immagino, della produzione di molte altre colture e di molti ecosistemi naturali).

A riprova dell’effetto di CO2 sulla produttività dei vegetali stanno sia il fatto che nelle serre viene praticata da decenni la concimazione carbonica con lo scopo di incrementare le rese delle colture (Incrocci et al., 2008) sia il fatto che negli anni più recenti il remote sensing da satellite ha evidenziato un sensibile aumento della biomassa vegetale globale con un incremento del 6% della produttività primaria netta globale dei vegetali sul periodo 1982-1999 (Simmons, 2012).

Per completezza d’informazione (e a riprova della complessità del sistema di cui discutiamo) occorre dire che gli aumenti di produttività della vegetazione di cui ai punti precedenti sono stati di recente posti in discussione da autori che ipotizzano limitazioni legate alla legge del minimo di Liebig e causate dall’insufficiente disponibilità di nutrienti come l’azoto e il fosforo (Korner, 2006). Tali effetti potranno anche sussistere ed essere localmente rilevanti e tuttavia le evidenze osservative globali sopra citate mi paiono davvero troppo forti per poter essere contestate.

Bibliografia

  • Araus et al., 2003. Productivity in prehistoric agriculture: physiological models for the quantification of cereal yields as an alternative to traditional Approaches, Journal of Archaeological Science 30, 681–693
  • Incrocci L., Stanghellini C., Dimauro B., Pardossi A., 2008. Rese maggiori a costi contenuti con la concimazione carbonica, Informatore Agrario, n. 21, 57-59
  • Korner C. 2006. Plant CO2 responses: an issue of definition, time and resource supply. New Phytologist 172: 393–411
  • Prentice I.C., Harrison P., Bartlein P.J., 2011. Global vegetation and terrestrial carbon cycle changes after the last ice age, New Phytologist (2011) 189: 988–998 – see comments at http://www.co2science.org/articles/V14/N34/EDIT.php
  • Simmon R. 2012. Global garden, NASA Earth Observatory, based on data from Montana University – Numerical Simulations Terradynamic Group – NTSG (http://earthobservatory.nasa.gov/Features/GlobalGarden/).
****************************
NB: La parte IV di questo ciclo sarà pubblicata il 26 marzo. Al termine del ciclo sarà disponibile il download di un pdf dell’intero lavoro. Le parti I e II sono qui e qui.
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Published inAmbienteAttualitàClimatologia

17 Comments

  1. Sarei interessato a riprodurre le fig.2a e 2b per il mio corso di Didattica della Geografia (ho una figura simile presa da un libro di Navarra ma e´ quasi illeggibile). La citazione (Fraedrich et al. 2005) non e´ ripresa in bibliografia. E´ possibile avere l´indicazione completa?
    Grazie
    Franco

  2. luigi Mariani

    Aggiungo una nota di dispiacere per la prematura scomparsa della collega Nadine Brisson dell’Inra.
    Credo che la notizia ci rimandi al fatto che dietro ai problemi scientifici ci stanno le persone e la loro passione per la ricerca.
    Luigi

    • Gianni

      Grazie Luigi, in effetti spesso perdiamo di vista che siamo persone con i nostri drammi. Seguo Climatemonitor da poco tempo e apprezzo la sensibilità che avete verso l’umano che, ne sono certo, conduce anche a una ricerca più umana e seria. Buon lavoro, Gianni

  3. Gianni

    Rispetto al titolo e al contenuto del post, segnalo l’interessante contributo pubblicato nel 2010 su Field Crops Research (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429010001929) dalla collega Nadine Brisson (scomparsa prematuramente lo scorso ottobre) insieme ai suoi collaboratori, circa la stagnazione della produttività dei cereali in Europa e in particolare in Francia a partire dal 2000 (“Why are wheat yields stagnating in Europe? A comprehensive data analysis for France”).

    • luigi Mariani

      Caro Gianni,

      l’argomento che introduci è molto interessante poichè evidenzia
      – il ruolo che la limitazione idrica gioca sulla produttività
      – gli aspetti di scala che vanno considerati quando si ragiona di fenomeni fisici e biologici legata alla produttività dei vegetali.

      La stagnazione della produttività dei cereali dai primi anni 90 in Europa ha varie cause e quella climatica ha giocato sicuramente un ruolo di rilievo: da fine anni 80 in Europa abbiamo 1 / 1.5 °C in più di temperatura media annua e le condizioni di stress da carenza idrica si sono fatte più rilevanti.

      Ti ringrazio per la segnalazione: non appena possibile Leggerò l’articolo.

  4. Dovremo abituarci alla questione neve vs siccità: scommetto che ci saranno molte crisi idriche a partire dalla tarda primavera e diranno che ovviamente è colpa dell’AGW. E’ probabilmente vero che in certe zone d’Italia è piovuto poco da tempo (sento vari rapporti di laghi, paludi e altre zone umide in cui i livelli sono molto bassi – già che ci siamo, chiedo agli esperti qui se ne hanno riscontro nei dati), ma nel momento in cui abbiamo avuto fenomeni di cospicue precipitazioni in altre aree (non solo nevose: ricordiamoci anche le alluvioni autunnali) mi chiedo se più semplicemente non ci mancano le infrastrutture di raccolta e canalizzazione adeguate. Magari questa “macchiadileopardizzazione” delle precipitazioni è un cambiamento climatico (GW, la A da dimostrare), solo che evidentemente le opere di ingegneria sono prioritarie rispetto all’attenzione sulla CO2.

    • Scherzi Fabrizio?
      L’adattamento costa soldi e richiede buon senso. La mitigazione porta soldi e lascia spazio alla fantasia. Molto più accattivante.
      gg

    • luigi Mariani

      Gentile Fabrizio Giudici,

      senza entrare in aspetti legati al cambiamento climatico e al GW, il problema della carenza idrica sta nei seguenti dati (che propongo per Milano, anche se analisi analoghe possono essere fatte per altri ambienti e più in generale per l’area italiana):
      – nel 2011 sono caduti 669 mm contro una norma di 956
      – dal 1 gennaio 2012 a oggi sono caduti 61 mm contro una norma di circa 200.
      I suoli godono al momento di una certa riserva residua dovuta alle piogge pregresse (in particolare quelle di novembre 2011 che portarono ben 151 mm) ma se le piante si mettono a lavorare in modo deciso (fatto questo su cui possiamo contare poiché le temperature massime di queste ultime settimane si mantengono superiori alla norma di qualche °C) l’esauriranno nel giro di qualche settimana.
      A ciò si deve aggiungere che di neve sulle Alpi ce n’è davvero poca.

      Insomma: speriamo che piova in pianura e che nevichi in montagna!

  5. L’effetto fertilizzante della CO2 sugli ecosistemi terrestri è uno dei processi da anni maggiormente studiato. Oggi sappiamo che il fenomeno è molto più complesso di quanto i modelli avevano ipotizzato e che in particolare nelle zone con aridità paradossalmente diviene più difficile da evidenziare. Siamo alle solite la complessità di risposta degli ecosistemi ai cambiamenti ambientali è tale che siamo ancora in una fase embrionale del nostro sapere.

    • Guido Botteri

      Giusto Gianluca, il nostro sapere è ancora embrionale, e quindi c’è da scusare chi facesse qualche errore.
      C’è meno da scusare chi, sapendo di disporre di un sapere ancora embrionale, va sentenziando e additando il dissenso come “negazionismo”, non credi anche tu ?

    • Luigi Mariani

      Più mi confronto con la complessità del sistema (che è complessità fatta di scale spaziali e temporali, dal micro al macro e viceversa, di fisica, chimica e biologia, ecc.) più percepisco un senso di inadeguatezza che mi spinge a pensare che un approccio critico sia oggi un valore da tutelare e non una pecca.
      E’ che ancor oggi non siamo in grado di gestire la dialettica in ambito scientifico. Che sia un fatto culturale? Basta vedere/ascoltare quanto fluisce attraverso i media per accorgersi che da noi la scienza viene vista dai più come portatrice di verità assolute (e contro le verità non si ammette e non si tollera critica).
      Luigi

    • donato

      Il problema più grave, secondo me, è che molti uomini di scienza (i cosiddetti esperti) che vengono consultati dai vari giornalisti, non fanno nulla per invertire questa tendenza. Ieri, durante un giornale radio RAI, per esempio, un esperto disquisiva sul fatto che le abbondanti nevicate dello scorso mese, non avevano apportato alcun beneficio alle falde idriche in quanto (parole sue) la neve invece di sciogliersi era sublimata. Dalle mie parti la neve si è sciolta regolarmente e le falde si sono rimpinguate (posso testimoniarlo de visu sulla base del livello di tre pozzi che si trovano nella mia proprietà). Mi sembra strano che nelle altre parti del Paese le cose siano andate diversamente. La cosa, però, DEVE essere vera perché lo ha detto un esperto (era il senso dell’intero servizio).
      Sarebbe stato meglio (e più corretto), secondo me, precisare che le nevicate, pur abbondanti, non erano state sufficienti a rimpinguare le falde in modo da garantirci un’estate tranquilla a causa di un autunno secco e di una primavera (almeno per ora) altrettanto secca. La cosa, però, sarebbe stata troppo semplice e poco catastrofista.
      Ciao, Donato.

    • Luigi Mariani

      Caro Donato,

      Un discorso serio circa la neve di febbraio dovrebbe essere suppergiù il seguente: dove è nevicato in abbondanza le falde hanno avuto un benefico sensibile. La neve ha portato invece poco beneficio al Nord poichè è nevicato troppo poco. Inoltre anche al centro sud la distribuzione è stata alquanto irregolare (ho messo “alquanto” poichè temo che nessuno potrà mai dirci “quanto”, poiché le misure di altezza della neve specie in pianura e collina sono episodiche).

      Circa poi le perdite per sublimazione ho fatto un po’ di ricerca e sul testo di Virginio Pelosi (Agrometeorologia, Clesav, 1986) ho trovato quanto segue: in giornate soleggiate la perdita da una superficie innevata per sublimazione è mediamente di 0.2 / 1 mm (espressa come equivalente della neve in acqua) al giorno e solo in condizioni estreme (vento forte, elevato soleggiamento, bassissima umidità relativa quali si hanno in condizioni di foehn) si possono raggiungere i 6 mm al giorno.

      Da ciò deduco che parlare di sublimazione nei brevissimi spazi concessi da mamma Rai rischia di essere assai forviante. A scusante dell’esperto (per inciso non so chi fosse poichè non ho ascoltato la trasmissione da te citata) debbo dirti che spesso l’esperto di turno fa un discorso lungo e dettagliato che poi i giornalisti tagliano facendo degli spezzatini che di scientifico hanno assai poco.

      Da ciò deriva che quando mi capita di essere intervistato (sempre più di rado, per la verità) non ascolto mai le mie interviste per paura di scoprire fatti di questo tipo, rispetto ai quali non ci si può far nulla, nemmeno rincorrendo e maltrattando il giornalista scorretto (e questo lo dico per esperienza diretta poiché in passato mi arrabbiavo parecchio e poi dovevo anche disarrabbiarmi, il che è faticoso e assai poco produttivo).

    • Certo quella che manca è una vera dialettica sui problemi scientifici aperti e sulle risposte che la società tenta di dare nel corso dello sviluppo affidandosi anche alla comunità dei ricercatori. In altre parole dall’illuminismo ad oggi il tempo è passato, ma purtroppo ci muoviamo spesso in un mondo di dogmi e di ideologie a cui spesso uomini di scienza danno il sostegno per i ben noti ritorni.
      La scienza dovrebbe solo farsi sfiorare dalla politica per non perdere quella componente critica che è fondamentale per il progresso.
      Paradossalmente si apprende di più da un blog come climatemonitor che da quelli ufficiali di enti di ricerca.
      Appena avrò del tempo racconterò la storia del ciclo del carbonio…

    • luigi Mariani

      Anch’io mi trovo spesso a pensare agli illuministi e in particolare a personaggi come Cattaneo e Gioia, che si dedicarono parecchio ai temi dell’agricoltura e delle foreste… e oggi che mi sembrano lontani anni luce.

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