La belle verte
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Ott
30
2017
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Un mondo intorno alle radici

 

Nelle piante vascolari, la radice è l’organo di una pianta che si trova tipicamente sotto la superficie del suolo. La prima radice che viene dall’embrione di una pianta è chiamata radichetta. Le radici generalmente crescono in qualsiasi direzione in cui esiste il giusto equilibrio tra aria, sostanze nutritive e acqua per soddisfare le esigenze della pianta, di solito evitando terreni asciutti. Le radici più profonde si trovano generalmente nei deserti e nelle foreste temperate di conifere; la più superficiali della tundra, delle foreste boreali e delle praterie temperate. La più profonda radice vivente osservata – 60 m sotto la superficie del suolo – è stata osservata durante lo scavo di una miniera a cielo aperto in Arizona. La maggior parte delle radici si trovano relativamente vicine alla superficie del suolo, dove la disponibilità dei nutrienti e l’aerazione sono più abbondanti. La profondità di radicazione può essere fisicamente limitata da un suolo roccioso o compattato vicino alla superficie o da condizioni anaerobiche (prove di ossigeno) di un suolo.

Il termine “rizosfera” è stato coniato nel 1904 dal microbiologo tedesco Hiltner e definito come “il suolo influenzato dalle radici (viventi)“. Questa “influenza radicale” diminuisce allontanandosi dalla superficie delle radici, causando gradienti fisico-chimici e biologici tra la rizosfera e il cosiddetto suolo sfuso (bulk soil). A causa della disponibilità di basse concentrazioni di carbonio e della diffusione relativamente bassa di sostanze nutritive dalle radici vegetali nel suolo circostante, il suolo sfuso è generalmente un ambiente relativamente povero e con ridotta attività biologica rispetto alla rizosfera. Al contrario, a causa del processo di rizodeposizione descritto qui di seguito, la rizosfera è spesso caratterizzata da un’elevata attività biologica e da un’elevata disponibilità di nutrienti.

A seconda della struttura e della struttura del suolo, delle specie vegetali e di altri parametri come il tenore di umidità del suolo, è possibile osservare effetti diretti delle radici in crescita sulla maggior parte delle proprietà del suolo a una distanza che va da pochi micrometri fino a circa 7 mm dalla superficie di una radice attiva. Tuttavia, gli effetti della rizosfera possono superare questa distanza, fino ad arrivare a una scala di alcuni centimetri in alcuni casi, specialmente quando si considerano composti altamente mobili come acqua o CO2. Inoltre, questa distanza di influenza può essere ulteriormente aumentata quando il suolo viene esplorato dalle ife fungine, che si estendono dai segmenti di radici micorrizate, a formare quella che si definisce “micorizosfera” (foto in basso).

 

Scansione di un microcosmo contenente una piantina di pino micorizzata e marcata con 14CO2 (il carbonio 14 è una forma radioattiva di carbonio). L’immagine a destra mostra dove il carbonio è stato fissato dalla pianta mediante fotosintesi e poi trasportato nelle radici. Il trasporto del carbonio, sotto forma di zuccheri contenenti 14C nella micorizosfera, è chiaramente visibile. Da: Finlay (2006). Handbook of methods used in rhizosphere research. Swiss Federal Research Institute. pp. 338-339.

 

Il confine interno della rizosfera non è ben definito. Considerando il movimento dell’acqua, delle sostanze nutritive o dei microrganismi endofitici all’interno delle radici – ad esempio tra le pareti delle cellule radicali – il limite interno è inadeguatamente rappresentato dalla superficie esterna della radice, come descritto nella maggior parte dei modelli della rizosfera. È stato pertanto suggerito che sarebbe più saggio includere la radice nel suo complesso.

 

Processi importanti che avvengono nella rizosfera

Come riportato nella figura in alto, il suolo è un complesso sistema a tre fasi descritto, con diversi gradi di eterogeneità spaziale e temporale delle sue proprietà fisiche e chimiche (figura in basso). La fauna del suolo, i microrganismi e le radici di piante in crescita sono le cause principali delle differenze sia in termini spaziali che temporali. Oltre alle conseguenze fisiche della penetrazione delle radici, l’assorbimento di acqua e sostanze nutritive dalle radici da un lato e il rilascio di carbonio organico dalle radici dall’altro sono i due principali processi che maggiormente influenzano le proprietà del suolo nelle vicinanze delle radici delle piante.

 

Una rappresentazione schematica della rizosfera come un sistema a tre fasi, con la fase solida della massa del suolo (SM), la fase della soluzione del suolo (SS) e la fase del gas del suolo (SG). L’eterogeneità spaziale longitudinalmente e perpendicolarmente alla crescita radicale di un sistema radicale in via di sviluppo è sottolineata e sovrapposta alla variabilità temporale: (A) crescita della radice, (B) ricambio delle radici e delle ife fungine, (C) cambiamenti diurni o stagionali dell’attività delle radici (es., essudazione, assorbimento), o (D) organismi associati. Da: Luster et al. 2009. Plant and Soil, 321: 457482.

 

L’assorbimento da parte delle piante causa gradienti di umidità del suolo. Questo, insieme all’assorbimento di sostanze nutritive, provoca gradienti chimici nel suolo, sia all’interno della fase solida che nella soluzione del suolo (l’acqua che scorre tra le particelle del suolo). Forse il processo più influente è il rilascio nel suolo da parte delle radici del carbonio fissato con la fotosintesi. Questo processo può essere indotto per aumentare la disponibilità di sostanze nutritive, per ridurre la tossicità dei costituenti del suolo, per attirare e nutrire microrganismi benefici o per dissuadere i patogeni. Per esempio, le piante sono in grado di accelerare l’essudazione di anioni di acido organico a basso peso molecolare per aumentare la solubilità del fosforo o per formare legami chimici con gli ioni di alluminio nella soluzione del suolo e ridurre così la loro tossicità (foto in basso).

 

La fotografia mostra le radici di alberi e piante erbacee esposte in un taglio all’interno di un suolo sabbioso. La struttura e la struttura del suolo sono importanti controlli sullo sviluppo delle radici. L’inserto mostra gli essudati radicali legati agli ioni di alluminio nella rizosfera di lupino sono, visualizzati come sbiancamento del complesso rosso Al-aluminon. Da: Neumann, 2006. Handbook of methods used in rhizosphere research, Swiss Federal Research Institute. pp. 323-324.

 

La crescita della radice è accompagnata anche dalla disgregazione delle cellule viventi, dalla senescenza, dalle lesioni alle cellule e dalle secrezioni delle cellule vegetali, per cui si verifica un rilascio passivo di diversi componenti dalle radici nel suolo. L’intera gamma di composti rilasciati dalla radice, che si accumula nella rizosfera, è chiamata “rizodeposizione“. Inoltre, le radici delle piante e i funghi micorrizici possono liberare gas, come anidride carbonica o ossigeno, nel suolo. Mentre il primo è generalmente un meccanismo piuttosto passivo per liberare carbonio mineralizzato, il secondo può essere un mezzo per creare un ambiente ben areato per le piante che crescono nelle zone umide.

Oltre ai gradienti radiali che si estendono dalle radici, c’è una ulteriore eterogeneità longitudinale lungo la direzione della crescita radicale. Diversi segmenti di radice differiscono nella loro funzionalità in termini di assorbimento (ad esempio acqua o sostanze nutritive) e/o rizodeposizione. Ad esempio, i punti in cui la rizodeposizione è più attiva sono i peli della radice e la zona apicale (cioè la “punta” della radice). Inoltre, vi è una variazione temporale dell’influenza radicale, dovuta a variazioni giornaliere, stagionali o legate all’età, sull’attività fisiologica dei segmenti di radice. Tuttavia, questi effetti sono relativamente di poca importanza. Dopo la morte di una radice, la rizosfera può trasformarsi in un suolo ancora diverso dal suolo sfuso. Le parti morte del sistema radicale diventano prima fonti locali di materia organica e, dopo la loro degradazione, di macropori che rimangono dopo la decomposizione delle radici. Questi possono avere un forte impatto sulle proprietà di trasporto di acqua, aria e nutrienti del suolo. Insieme, il ricambio radicale e la rizodeposizione, rappresentano fino al 40% del totale degli input di carbonio nei suoli.

 

Biodiversità nella rizosfera

Come conseguenza della rizodeposizione, una caratteristica particolarmente importante della rizosfera è l’alta disponibilità di carbonio facilmente degradabile. Questo alimenta l’attività microbica, che nella rizosfera può essere fino a 50 volte superiore di quella del suolo sfuso, e costituisce la base per una complessa rete di sostanze nutritive che collega batteri, funghi, nematodi, protozoi, alghe e microartropodi. Molti membri di questa comunità non influenzano le piante, mentre altri esercitano effetti deleteri o benefici. I microrganismi che influenzano negativamente la crescita e la salute delle piante includono funghi o batteri patogeni, nonché nematodi. Gli organismi benefici comprendono batteri che fissano l’azoto (azotofissatori), funghi endo- e ectomicorrizici, e rizobatteri e funghi che promuovono la crescita delle piante (plant-growth promoting microorganisms, PGPMs). La comunità microbica, inoltre, partecipa attivamente alla definizione della composizione del carbonio della rizosfera, degradando e secernendo composti organici complessi e lisando le cellule vegetali. Il numero e la diversità degli organismi dipendono da complessi cicli tra la quantità e la qualità delle rizodeposizioni, le interazioni all’interno della rete alimentare e le proprietà fisico-chimiche del suolo, quali la disponibilità di nutrienti fondamentali, la struttura del suolo e i parametri ambientali, primi tra tutti umidità del suolo e temperatura. Un esempio di tali anelli di retroazione è illustrato nella figura in basso.

 

Un modello concettuale di cicli di retroazione all’interno di una rizosfera che coinvolge diversi membri della rete trofica del suolo. Gli essudati radicali (1) stimolano la crescita di una comunità batterica diversa (2) e successivamente di protozoi, che si nutrono di batteri (3). Ammoniaca viene secreta dai protozoi e ciò favorisce i batteri nitrificanti e i batteri produttori di acido indol-3-acetico (IAA+) (4). Il rilascio di molecole che fungono da segnale chimico (5), come NO3 e IAA, induce la crescita di radici laterali (6), portando a rilascio di più essudati (7), successiva crescita batterica (8), ecc. Da: Bonkowski (2004), New Phytologist, 162: 617-631.

 

L’importanza ecologica della rizosfera

A causa delle molteplici e complesse interazioni tra suolo, radici, microbi e fauna del suolo, la rizosfera è generalmente caratterizzata da proprietà che sono essenziali per la nutrizione delle piante e il funzionamento dell’intero ecosistema. A causa dell’elevata attività biologica, la rizosfera è spesso un “punto caldo” per le trasformazioni biogeochimiche e per i flussi di elementi. Pertanto, questo comparto dovrebbe ricevere particolare attenzione quando si decide di studiare il ciclo degli elementi e gli effetti climatici correlati. Inoltre, la rizosfera presenta una maggiore resistenza e resilienza a stress esterni meccanici, come l’erosione, inondazione e movimenti sismici, rispetto al suolo non associato alle radici. Questo la dice lunga sul fatto che un suolo coperto da vegetazione sia più resistente alle catastrofi naturali, influenzando indirettamente anche noi umani.

 

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Set
28
2017
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Un compromesso tra aria e terra

 

Il clima e il suolo si influenzano l’un l’altro in molti modi: il clima contribuisce a formare il suolo e il suolo, a sua volta, influenza la composizione dell’atmosfera – in particolare la quantità di anidride carbonica e altri gas che provocano l’aumento dell’effetto serra.

 

Il clima, un fattore attivo di formazione del suolo, è intrinsecamente legato al suolo e alle sue caratteristiche. In qualsiasi momento, i terreni sono in equilibrio dinamico con il clima. Prendete una vanga e scavate un fosso nel terreno di circa 50 cm di profondità, frantumate le pareti e vedrete una serie di strati: probabilmente marrone scuro/neri in cima, ma poi sempre più sbiaditi, tendenti al marrone o al grigio, a volte con fasce nere o rosse, man mano che scavate verso il basso. Quegli strati sono chiamati “orizzonti” e sono caratteristici per ogni particolare clima. Le foreste di conifere, che si estendono a latitudini nordiche, hanno suoli con una tipica fascia grigia che sembra cenere; sono chiamati “podzols“. Molti terreni tropicali umidi sono rossi o gialli a causa del ferro e dell’alluminio che contengono; sono difatti chiamati “ferralsols”. La tipologia e lo spessore degli strati sono determinati dal clima: la pioggia scioglie certi minerali e sali e li sposta verso il basso (lisciviazione); l’evaporazione e l’azione capillare li riportano invece verso l’alto, depositandoli in strati distinti o addirittura sulla superficie; le particelle sottili possono accumularsi ad una particolare profondità, formando una specie di crosta; l’acqua e gli acidi in essa disciolti “digeriscono” le rocce, spezzettandole e formando così lo scheletro per un terreno nuovo (materiale parentale).

 

Distribuzione del carbonio organico nei suoli europei. In Europa, è immagazzinato più carbonio nel suolo che nella vegetazione – al contrario di quanto avviene in Africa (fonte: CCR).

 

L’interazione del clima, del materiale parentale e della topografia, così come le attività umane, come l’aratura e l’irrigazione, producono terreni sabbiosi, limosi o argillosi, acidi o alcalini, inondati o ben drenati, fertili o di bassa qualità. Il clima influenza anche il suolo attraverso la vegetazione che cresce su di esso e gli animali e i microrganismi che ci vivono. Le radici delle piante e i miceli fungini legano e cementano il terreno, e estraggono acqua e sostanze nutritive; i lombrichi e gli insetti scavano e costruiscono tane. Quando muoiono, le piante si decompongono in humus – lo strato nero vicino alla superficie di molti suoli. Questa materia organica è fondamentale per la fertilità del suolo: lega le particelle del terreno e cattura acqua e sostanze nutritive, dove le radici possono trovarle. La mancanza di vegetazione – ad esempio, dopo l’aratura o nelle aree aride – lascia il terreno esposto agli agenti atmosferici. Le gocce di pioggia rompono gli aggregati del suolo e dilavano le particelle che lo compongono. La pioggia pesante che colpisce la superficie può formare una specie di crosta, che impedisce all’acqua di infiltrarsi rapidamente. Il dilavamento porta con sé un prezioso strato di terriccio e cambia il colore dei fiumi in marrone. Durante i periodi asciutti, il vento può trasportare polvere e sabbia, che viaggiano per centinaia di chilometri.

Il clima influenza il terreno, ma è anche vero che il suolo influenza il clima. Particolarmente importanti sono il biossido di carbonio (anidride carbonica, CO2) e altri gas a effetto serra. Il suolo è un’enorme riserva di carbonio: contiene più carbonio rispetto all’atmosfera e tutta la vegetazione terrestre messe insieme. Piccoli cambiamenti nella quantità di materia organica nel terreno possono avere quindi un effetto importante sull’atmosfera – e di conseguenza sul riscaldamento globale. I terreni coltivati tendono ad avere solitamente meno materia organica rispetto ai terreni che si avvicinano ad una vegetazione naturale. Questo perché l’aratura e la raccolta delle colture accelerano il rilascio di CO2 in atmosfera. Ad esempio, coltivare riso rilascia metano (CH4), un gas a effetto serra 25 volte più potente della CO2. L’applicazione di fertilizzanti a base di azoto produce emissioni di ossido di azoto (N2O), 310 volte più potente della CO2 come gas serra. Una migliore gestione del suolo può aumentare le risorse di carbonio nel terreno. Queste tecniche, come esposto tempo fa in un altro articolo di questo blog, comprendono l’aratura ridotta, la prevenzione dell’erosione, la piantagione di colture di copertura e l’applicazione di compost e letame. Le terre coltivate coprono circa 3.5 miliardi di ettari in tutto il mondo. I bovini e altri ruminanti sono una delle principali fonti di gas serra: flatulenze e letame emettono sia metano che ossido di azoto. Le terre coltivate in zone secche possono assorbire relativamente poco carbonio per ettaro ma coprono ampi spazi, e così collettivamente possono assorbire grandi quantità di carbonio se ben gestite, ad esempio con pascoli controllati, impedendo incendi, piantando alberi, conservando il suolo e l’acqua, ripristinando terreni erosi e salini, e riabilitando le zone umide.

 

Conservare e ripristinare le brughiere e le paludi sono pratiche particolarmente utili, ma nessun ecosistema dovrebbe essere trascurato.

 

Le foreste coprono circa 4 miliardi di ettari a livello mondiale. I suoli che sostengono le foreste pluviali tropicali sono sorprendentemente infertili e la pioggia dilava e liscivia rapidamente i nutrienti del suolo. La maggior parte delle sostanze nutritive vegetali e del carbonio nelle foreste pluviali sono contenute nella vegetazione stessa. Quando gli organismi muoiono, si decompongono rapidamente nel clima caldo e umido, e le sostanze nutritive vengono immediatamente riciclate per la crescita di nuove piante. In questi ambienti, tagliare o bruciare gli alberi libera grandi quantità di carbonio nell’atmosfera, senza possibilità di recupero dei suoli disboscati. D’altra parte, i terreni sotto i vasti boschi boreali del Nord America, della Scandinavia e della Russia settentrionale, contengono grandi quantità di carbonio, soprattutto nelle torbiere. Con la giusta gestione, il terreno ha il potenziale di assorbire grandi quantità di carbonio. Ripristinare la capacità del terreno di immagazzinare il carbonio è quindi fondamentale per mitigare l’impatto dei cambiamenti climatici, riducendo così il riscaldamento globale conseguente.

 

L’Europa emette più gas a effetto serra rispetto a quelli che immagazzina. La qualità dei suoi suoli è in declino e le riserve di carbonio presenti in essi si assottigliano.

 

L’impatto del cambiamento climatico sulla biodiversità del suolo

Quantificare i possibili effetti del cambiamento climatico sulla biodiversità del suolo è estremamente problematico. È probabile che questo sia il motivo della valutazione relativamente bassa della minaccia attribuita al cambiamento climatico. Ciò dipende dal fatto che i modelli attuali di cambiamento climatico non sono in grado di prevedere i cambiamenti climatici con precisione sufficiente, a scale sufficientemente piccole, per poter determinare i possibili effetti sul biota – cioè, tutti gli organismi viventi – del suolo. Sembra probabile che i cambiamenti climatici, in particolare i cambiamenti delle piovosità, e le relative variazioni dei regimi di umidità del suolo e di temperature medie, potrebbero avere un forte impatto. Ad esempio, ci sono già prove preliminari che le specie migrano verso i poli a causa di temperature oggi più calde che in passato, e che la primavera inizia sempre più in anticipo. Il riscaldamento globale causa la migrazione degli organismi verso climi in passato più freddi, come si verifica per il cambio di altitudine nelle regioni montuose. Anche gli alberi tendono a vivere in zone di montagna sempre più alte proprio perché sotto “la linea di sopravvivenza” le condizioni climatiche più calde non ne favoriscono più la crescita.

Poiché esistono legami chiari tra la specie e la diversità sulla terra (epigea) e sotto terra (ipogea), se le eco-regioni montane stanno migrando verso l’alto, possiamo assumere che avvenga lo stesso anche per le eco-regioni ipogee, e questo potrebbe portare alla perdita di biodiversità. Anche sopra le linee altitudinali in cui crescono gli alberi c’è ancora la vita: arbusti e prati ad alta quota ospitano un’enorme varietà di specie vegetali e animali. Più su, i licheni possono essere trovati sulle rocce, i microrganismi nel suolo e gli invertebrati – come i collemboli – sono ancora presenti. Tutti gli organismi che vivono sopra la linea altitudinale degli alberi sono particolarmente adattati ad un ambiente che è generalmente freddo, spesso molto ventoso e con livelli relativamente elevati di radiazioni solari. Mentre la linea degli alberi si muove sul fianco delle montagne, la quantità di habitat per quelle specie adattate a vivere al di sopra di questa linea è necessariamente ridotta. Questo perché i picchi di montagna forniscono un limite superiore per quanto riguarda la quantità di migrazione verticale che può verificarsi (figura qui in basso).

Questi schemi mostrano gli effetti del riscaldamento locale sulla distribuzione verticale di diverse zone ecologiche altitudinali. Quando la temperatura aumenta, avviene una migrazione verticale del biota. Ciò porta ad una riduzione dello spazio disponibile per la zona ecologica tipo C, causando alla fine l’estinzione locale a causa dell’insediamento della zona ecologica B e della mancanza di spazio più elevato per migrare. Il riscaldamento continuo ha il potenziale di condurre all’estinzione globale di molte specie (fonte: CCR).

 

Le osservazioni e le quantificazioni di questa migrazione verticale hanno mostrato che la migrazione avviene ad un tasso compreso tra 1 e 4 metri ogni 10 anni. D’altra parte, un aumento di altitudine di 100 m dalla normalità equivale a una diminuzione della temperatura di 0,5°C. Ciò significa che il riscaldamento che si è verificato negli ultimi decenni dovrebbe avere portato ad un cambiamento di altitudini di circa 8-10 m per decennio. Il fatto che lo spostamento osservato sia più lento è una preoccupazione poiché significa che il biota che vive nelle eco-zone non è in grado di adattarsi abbastanza velocemente alle crescenti temperature e quindi aumenta il rischio di estinzioni locali. Tali zone ecologiche chiaramente definite non sono di solito facilmente visibili nel piano latitudinale e quindi la quantificazione di qualsiasi migrazione delle specie verso i poli è più problematica da individuare. Tuttavia, il fatto che si verifichi una migrazione verticale, guidata da temperature crescenti, significa che è quasi certo che lo stesso processo debba avvenire sul piano orizzontale, con le comunità del suolo che si spostano verso i poli. Alcune prove di questo sono già evidenti. Quando si verifica questo tipo di migrazione, lo spostamento dei nemici naturali può talvolta essere più lenta o può non essere presente nelle aree più settentrionali, il che significa ridurre il controllo delle specie vegetali in espansione. Inoltre, le comunità biologiche che migrano in verticale su una montagna in risposta alle temperature elevate possono “esaurire” la montagna in cui migrare, una volta che il regime medio di temperatura sul punto più alto della montagna sia troppo caldo. Lo stesso è possibile per le comunità che si spostano verso i poli. Le migrazioni verso nord e verso sud, inoltre, possono essere eventualmente fermate sia dall’Oceano Artico che dall’Oceano Meridionale, il che potrebbe provocare altre estinzioni locali.

 

Biodiversità del suolo e cambiamenti climatici Il ciclo del carbonio

I processi del suolo hanno un grande effetto sul ciclo globale del carbonio. Questo perché i terreni attualmente contengono circa il doppio della quantità di carbonio dell’atmosfera. I flussi di CO2, che raggiungono le centinaia di miliardi di tonnellate (Gt) carbonio, si verificano tra il suolo e l’atmosfera su base annuale (figura in basso).

 

Schema che mostra il ciclo del carbonio. I numeri neri indicano quanto carbonio viene immagazzinato in diversi serbatoi, in miliardi di tonnellate (“GtC” indica giga-tonnellate di carbonio). I numeri viola indicano il flusso di carbonio annuo tra i serbatoi. I sedimenti, come definiti in questo diagramma, non includono il circa 70 milioni di GtC di rocce carbonatiche e di cherogeniche (fonte: NASA).

 

Una comprensione completa del ciclo del carbonio è vitale per aumentare la nostra comprensione degli scambi di carbonio tra il suolo e l’atmosfera, e se o come questi possano essere controllati o utilizzati per mitigare i cambiamenti climatici. La figura in questione è uno schema semplificato del ciclo del carbonio, ma le figure presentate in esso sono tutte ben consolidate. La figura mostra che se vengono considerate tutte le emissioni di carbonio, la quantità totale di carbonio che entra in atmosfera ammonta a 213,35 Gt all’anno. Al contrario, quando si aggiunge tutto il carbonio emesso nell’atmosfera da fonti non antropogeniche, le emissioni in atmosfera ammontano complessivamente a 211,6 Gt/anno. Ciò equivale a una perdita netta di carbonio dall’atmosfera di 1,75 Gt di carbonio. È per questo che il flusso relativamente piccolo di CO2 proveniente da fonti antropiche (5,5 Gt/anno) ha una conseguenza così grande ed è in grado di trasformare il flusso globale del carbonio dall’atmosfera da una perdita di 1,75 Gt/anno a un guadagno netto di 3.75 Gt/anno!

 

L’impatto degli organismi del suolo sulla CO2

È stato stimato che circa 13 milioni di tonnellate di carbonio sono perdute ogni anno da suoli solo nel Regno Unito. Questo equivale all’8% delle emissioni totali di carbonio nel Regno Unito. L’evidenza suggerisce che le perdite di carbonio organico del suolo (SOC) sono risultate indipendenti dalle proprietà del suolo. Ciò avvalora la tesi secondo cui la stabilità della SOC dipende dall’attività e dalla diversità degli organismi del suolo. Mentre sembra che i suoli del Regno Unito siano stati funzionanti come fonte (source) di CO2, vi è la prova che alcuni altri suoli funzionano immagazzinando (sink) CO2.

Studi su latitudini differenti hanno dimostrato che la velocità di decomposizione della materia organica del suolo si raddoppia per ogni aumento di temperatura media annuale di 8-9°C. Aumentando le temperature globali, i tassi di decomposizione della materia organica del suolo accelererà e, di conseguenza, si possono verificare perdite ancora maggiori di CO2 dal suolo. Tuttavia, è importante notare che studi di campo e di laboratorio hanno prodotto risultati contraddittori. In condizioni di laboratorio, è stato dimostrato un aumento a lungo termine della temperatura può aumentare la respirazione microbica dal suolo, uno dei meccanismi principali per cui la materia organica viene rilasciata dal suolo sotto forma di CO2. Ciò è però in contrasto con studi che hanno esaminato la respirazione microbica dei suoli forestali a diverse latitudini, dove ci sono differenze nelle temperature medie, nei quali è stato messo in evidenza che la respirazione microbica, e quindi la decomposizione della materia organica, è più o meno costante a diverse latitudini.

La biodiversità del suolo può anche avere effetti indiretti rispetto al fatto che il suolo perda o immagazzini carbonio: è stato dimostrato ripetutamente che la biodiversità del suolo influenza l’erodibilità di un terreno a causa di un certo numero di meccanismi, tra cui l’influenza di essudati extracellulari e il legame fisico delle particelle di terreno con i filamenti fungini. È stato dimostrato che l’erosione del suolo, da sola, può essere sufficiente per trasformare il terreno da fonte a immagazzinatore di carbonio. Tuttavia, non è ancora stato determinato quanto sia grande questo effetto protettivo.

 

L’impatto degli organismi del suolo su altri gas serra

Il metabolismo del biota del suolo è responsabile della produzione di diversi gas serra. La produzione di metano è anche parte del ciclo del carbonio, dal momento che viene prodotto dal microbiota del suolo in condizioni anaerobiche, attraverso un processo noto come metanogenesi. Condizioni anaerobiche si verificano generalmente nei suoli sommersi dall’acqua per lunghi periodi di tempo (stagni, paludi, risaie, ecc.). Queste aree hanno generalmente una maggiore emissione di metano, un potentissimo gas serra, rispetto a foreste o campi coltivati. Di conseguenza, trovare modi per limitare le emissioni di carbonio dai suoli attraverso pratiche di gestione del suolo è una priorità. Ad esempio, i microrganismi del suolo sono in grado di consumare metano e in tal modo possono funzionare per ridurre le emissioni di metano dai suoli. L’ossido di azoto viene prodotto come parte del ciclo dell’azoto attraverso processi, come la nitrificazione e la denitrificazione, anch’essi ad opera del microbiota del suolo.

Del totale emesso, l’80% di N2O e il 50% di CH4 sono prodotti da processi biogeochimici che avvengono in suoli coltivati. Questo aumento delle emissioni rispetto agli ecosistemi naturali mette in evidenza l’influenza delle tecniche di gestione del suolo sui gas serra. Mentre questi metano e ossido di azoto sono gas a effetto serra più potente rispetto alla CO2, solo circa l’8% dei gas serra emessi è CH4 e solo il 5% è N2O, con la CO2 che quindi rappresenta circa l’83% dei gas serra emessi. Quando la potenza di ciascun gas come gas serra viene normalizzata per rappresentare l’ammontare di ciascun gas emesso, è possibile quindi calcolare il contributo di ciascun gas a effetto serra al cambiamento climatico globale.

 

Contributo dei gas serra al cambiamento climatico (da fonti naturali e antropiche: escludendo il vapore acqueo) (fonte: CCR).

 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

European Atlas of Soil Biodiversity. European Commission, Publications Office of the European Union, Luxembourg. European Union, 2010. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/atlas-soil-biodiversity

Guidelines for soil description. Fourth edition. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, 2006. http://www.fao.org/publications/card/en/c/903943c7-f56a-521a-8d32-459e7e0cdae9/

Soil Atlas 2015. Heinrich Böll Foundation, Berlin, Germany, and the Institute for Advanced Sustainability Studies, Potsdam, Germany. www.iass-potsdam.de/en/publications/soilatlas

 

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Ago
24
2017
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I cambiamenti climatici alla portata di tutti

 

“La scarsità dell’acqua dovrebbe intensificarsi a causa dei cambiamenti climatici”. Esempio di un’immagine che descrive l’impatto sul ciclo dell’acqua dei cambiamenti climatici. FAO (2016) http://www.fao.org/3/a-i6344e.pdf

 

Stai pensando a come comunicare con gli agricoltori e le comunità rurali sui cambiamenti climatici? Quando si tratta di cambiamenti climatici, gli agenti di consulenza rurale hanno spesso una comprensione del contesto locale, della vulnerabilità delle comunità, della capacità di adattamento e stato di sicurezza alimentare delle parti interessate a cui si rivolgono. Tuttavia, può essere difficile spiegare agli agricoltori quali tipi di cambiamenti si possono prevedere nel breve e lungo termine, e come potrebbero essere meglio preparati per affrontare gli effetti dei cambiamenti climatici.
Questo articolo, frutto di mesi di spunti, idee personali, ricerche sull’argomento e link salvati, cerca di fornire suggerimenti e esempi di come gli agenti di consulenza rurale – ma anche i ricercatori con competenze sull’argomento – possano discutere sui cambiamenti climatici con i piccoli agricoltori in termini di metodi partecipativi e usando linguaggio appropriato, anche con l’apporto di materiali audio-visivi. Lo stile dell’articolo è volutamente schematico, proprio perché nato da appunti sparsi e disordinati. Credo sia praticamente impossibile sviscerare tutte le implicazioni e gli efeftti dei cambiamenti climatici, per cui il linguaggio dell’articolo è il più semplice possibile e ho dato priorità ai documenti più interessanti, che si potranno liberamente consultare cliccando sui link.

 

Messaggi chiave sulla comunicazione con gli agricoltori sui cambiamenti climatici

  1. Chiedere ai piccoli agricoltori come vedono e sperimentano i cambiamenti nel tempo a lungo termine.
  2. Chiarire insieme i cambiamenti climatici.
  3. Adattare i mezzi per comunicare a gruppi all’interno della comunità agricola.

 

Foto: l’educatore sta impegnando un gruppo di agricoltori in un giardino alimentare e nutrizionale pilota per sostenere l’uso di una tecnologia intelligente per il clima: la conservazione dell’acqua mediante l’irrigazione a goccia. Novembre 2016, Swaziland. © FAO / Believe Nyakudjara / FAO.

 

Fase 1: Approcci partecipativi: chiedere prima agli agricoltori

Provare a catturare informazioni sul contesto locale poiché le risposte devono essere adeguate ai problemi specifici relativi al luogo dove vivono e operano gli agricoltori: integrare ciò che gli agricoltori dicono con altre fonti di informazioni, ad esempio ricerca attraverso esercizi partecipativi.

Esempi di domande:
1) Cosa è cambiato nel tempo e nel clima negli ultimi anni?
2) Qual è stato l’impatto di questi cambiamenti su diversi membri della comunità e sul loro ambiente?

 

Risultato dell’esercizio di mappatura partecipativa dei sistemi alimentari integrati della comunità. Gender and climate change research in agriculture and food security for rural development. Training guide. http://www.fao.org/3/a-i3385e.pdf

 

Perché gli esercizi partecipativi? Utilizzo delle domande guida

Perché fare questo? Quando si parla di cambiamenti climatici con i piccoli agricoltori, è fondamentale adottare un approccio partecipativo che tenga conto di diversi gruppi di soggetti interessati (ad esempio agricoltori di sesso femminile e familiari, i giovani, ecc.).
Gli agricoltori sono gli esperti di ciò che funziona in pratica, e quindi se loro sono coinvolti negli scambi (anziché dire loro cosa funziona) allora gli agenti di consulenza rurale otterranno con più probabilità un impegno e un cambiamento comportamentale da parte degli agricoltori.
Chiedi agli agricoltori cosa ne pensano su questi argomenti:

• Quali cambiamenti hai notato nel tempo, nell’acqua, nelle piante e negli animali negli ultimi anni?
• Che cosa comincia ad essere diverso da quello che era, ad esempio, 10 anni fa?
• In che modo i cambiamenti climatici influenza il tuo modo di vivere?
• In che modo la tua famiglia è colpita da queste modifiche? Come avviene ai vicini e alle famiglie in altre regioni? Ci sono alcune persone o gruppi che sono più colpiti? Perché?
• Considerare ad esempio: genere, etnia, età, occupazione.
• Come i diversi gruppi affrontano i cambiamenti e gli impatti? Sembra che i modi di affrontare siano adeguati e portino vantaggi?

Il diagramma chiarisce il flusso e i collegamenti di approcci partecipativi nel processo di lavoro con la comunità.

 

Fonte: Peter Dorward, Graham Clarkson, Roger Sterm, Participatory Integrated Climate Services for Agriculture – PICSA, CCAFS, 2016

 

Fonti per approcci partecipativi

Approcci di adattamento basati sulla comunità:
http://pubs.iied.org/pdfs/14573IIED.pdf
Approcci partecipativi nei settori agricoli interessati dai cambiamenti climatici
• Training guide:
http://www.fao.org/docrep/015/md280e/md280e.pdf

• Cassetta degli strumenti (toolbox):
https://ccafs.cgiar.org/publications/gender-and-inclusion-toolbox-participatory-research-climate-change-and-agriculture#.WV-l_YSGNyw

• Approccio partecipativo per valutare la vulnerabilità con un caso di studio
https://www.die-gdi.de/en/studies/article/assessing-vulnerability-to-climate-variability-and-change-participatory-assessment-approach-and-kenyan-case-study
http://lib.icimod.org/record/26933/files/c_attachment_747_5971.pdf

 

Informare sui rischi aumentati e sugli impatti a lungo termine dei cambiamenti climatici

Sostenere gli agricoltori nel valutare i rischi di utilizzare specie specifiche e prendere decisioni informate.

 

Fase 2: Connettere l’esperienza con i cambiamenti climatici

Perché? La fase in cui si crea una comprensione condivisa del problema in questione, delle sue cause e degli impatti attesi, costituisce la base per un processo decisionale e per ulteriori azioni.
Domande principali per la discussione
• In che modo gli impatti che notiamo qui sono legati a cambiamenti più ampi nella regione, nel paese, a livello globale?
• Che cos’è i cambiamenti climatici? Quali sono i cambiamenti del clima globale?
• Quali sono i suoi effetti attesi sui settori dell’agricoltura, tra cui le colture, il bestiame, la silvicoltura, la pesca e l’acquacoltura e sulla sicurezza alimentare? Quali cambiamenti di variabilità del tempo atmosferico abbiamo già visto? Cosa si può aspettare nel lungo periodo?

Che cosa è a rischio
• Quali sono gli impatti specifici dei cambiamenti climatici nel contesto locale? (Fornire esempi di siccità più frequenti, ondate di calore, piogge più intense o tardive, ecc.).
• Quali sono gli impatti specifici sui mezzi di sussistenza delle comunità e sulla sicurezza alimentare?
Fonte: Prioritizing Agriculture Sectors in Climate Change Adaptation, 2016, http://www.fao.org/resources/infographics/infographics-details/en/c/445014/

 

Essere chiari sulla base dei cambiamenti climatici

• I cambiamenti climatici sono reali. C’è un consenso scientifico.
• I cambiamenti climatici stanno già avvenendo.
• Il cambiamenti climatici è così lungo che è sostanzialmente permanente, in termini di vita umana.
• Il cambiamenti climatici comprende sia i cambiamenti che si verificano lentamente (slow-onset) che le variazioni della frequenza e dell’intensità degli eventi estremamente rapidi. Individualmente e in combinazione, influenzeranno luoghi diversi in tempi diversi.
• Le modifiche multiple si stanno verificando contemporaneamente.

Fonte: Brent Simpson, Guardian (2015)

 

Visualizzare i cambiamenti climatici

COME FARLO?
Utilizza materiale visivo e iconografia con riferimento al contesto locale, per rendere chiaro il messaggio.
Idee:
In mancanza di computer, utilizzare la tavola di feltro, disegnare su una grande carta, sulla lavagna o sulla sabbia.

 

Esempio di un’immagine che fornisce una panoramica degli impatti climatici sui settori dell’agricoltura. Fonte: FAO: Lo stato del cibo e dell’agricoltura. Cambiamenti climatici, agricoltura e sicurezza alimentare, 2016: http://www.fao.org/3/a-i6372e.pdf

 

Attenzione al linguaggio

COME FARLO?
La lingua è la chiave: usala bene e migliorerai le tue possibilità di generare interesse. Usa il linguaggio sbagliato e puoi finire per rafforzare le barriere e far allontanare le persone
• Usare, anche approssimativamente, la lingua locale, utilizzando almeno la terminologia locale.
• Illustrare con esempi pratici e casi di studio.
• Utilizzare storie e esempi che il pubblico di destinazione può comprendere e con cui può relazionarsi.

 

 

Dove trovare supporto per il lavoro sul clima?

Cercare opportunità di formazione sui cambiamenti climatici e sugli aspetti della comunicazione da istituzioni locali e nazionali o da fonti online, ad esempio
• Esempio: Corso di E-learning Adattamento comunitario ai cambiamenti climatici www.fao.org/climatechange/67624/
• Ascoltare le presentazioni registrate sui settori dei cambiamenti climatici e dell’agricoltura: www.fao.org/in-action/micca/resources/learning
• Il meccanismo di apprendimento dell’adattamento (ALM)

UN CC: Learn

Le istituzioni locali e regionali, in particolare il personale del progetto connesso al clima, possono anche essere un buon punto focale per sostenere la comunicazione sul clima.
Diverse comunità di scambio in linea possono essere utili per l’apprendimento peer-to-peer e la condivisione. È possibile aderire a alcune delle comunità FAO su questi link:
www.fao.org/in-action/micca/international-fora/join-online-discussions
https://dgroups.org/fao/ag-cc/join
Esempio di una linea temporale e mappatura di eventi importanti relativi alla gestione delle risorse naturali e dei fenomeni meteorologici. L’obiettivo dell’utilizzo del metodo partecipativo è stato quello di collegare eventi passati e presenti. Si tratta di una linea temporale costruita con una comunità nell’Amazzonia. L’uso di icone e codici colore può essere considerato come struttura degli scambi. Fonte: Oscar Guevara, WWF Colombia, 2016.

 

Aumentare l’interesse e la propensione ad adottare nuovi approcci

Una vasta prova aneddotica dal lavoro di CRED con gli agricoltori in Africa ei suoi studi di laboratorio suggeriscono che le persone possono capire meglio le informazioni probabilistiche quando viene presentato ad un gruppo, dove i membri hanno la possibilità di discuterne, piuttosto che come individui che devono cercare di capire da soli“.
– Center for Research and Environmental Decisions (CRED): The psychology of climate change communication (2009).

COME FARLO?
• Concentrarsi sulle soluzioni, non sulle paure.
• Proporre le capacità di recupero creando fonti alternative di reddito e rafforzando quelle esistenti.
• Innovazione: gli agricoltori sono spesso innovatori. Incoraggiare la sperimentazione e la sperimentazione di nuove tecniche agronomiche, magari coltivando specie endemiche.
• Aumentare la consapevolezza dei piccoli agricoltori e delle comunità sull’importanza di anticipare i cambiamenti climatici.
• Sottolineare la necessità di essere pronti ad affrontare sia brevi cambiamenti nella variabilità del tempo che nei cambiamenti climatici a lungo termine e a breve termine: alcune risposte e pratiche possono essere diverse. È probabile che gli agricoltori debbano adottare nuove pratiche e colture in futuro.

Fonte: Online learning event; Guardian; MIT News (2015).

 

Prendiamo in considerazione la stagionalità nella comunicazione: cosa e quando devono sapere gli agricoltori?

 

Approccio olistico

Perché considerarlo?
Le pratiche sostenibili possono contribuire all’adattamento, ma è importante leggere le tendenze del tempo, combinare informazioni dai modelli climatici e quindi progettare opzioni di adattamento specifiche del contesto. Fino ad allora, c’è una grande probabilità di non adattamento e perdita di risorse in corso d’opera.
COME FARLO?
• Considerare l’approccio intelligente sul clima: specifico del contesto, sostenibile, in grado di aumentare la produttività e i mezzi di sussistenza, che tenga conto della capacità di adattamento e della riduzione/rimozione delle emissioni di gas serra.
• Sviluppare orientamenti su misura per gli agricoltori.

Copyright: WWF, ARCA: Develop a Framework Methodology for Rapid Assessment of Climate risks & Adaptive capacity (ARCA).

 

Ripetere e chiarire per un apprendimento più profondo

• Regolare la tua comunicazione e i tuoi messaggi alle nuove informazioni raccolte dagli agricoltori riguardanti gli impatti climatici locali.
• Aiutare gli agricoltori a continuare a scambiare informazioni su ciò che funziona e cosa no, in base alle nuove idee.
• Raccogliere le buone pratiche e condividerle anche con una comunità più ampia per accelerare la loro diffusione.

 

Foto: Esercizio sulle opzioni degli agricoltori per i loro mezzi di sussistenza. Notare i ruoli di genere. Fonte: Walker Institute, 2016.

 

Esempio di immagine degli impatti climatici a una scala orizzontale che può essere adattata alle condizioni locali e ai mezzi di sussistenza. Fonte: http://jonjayray.com/greapr11_files/screenhunter_203-apr-28-19-50.gif

 

Ulteriori suggerimenti per agenti di servizi di consulenza rurale sui processi comunitari

• Guidare gli agricoltori ad osservare i cambiamenti climatici. Aiuto a documentare i risultati.
• Sistemi informativi climatici: cercare di aiutare gli agricoltori ad accedere alle informazioni meteo regolarmente. Osservare se i sistemi di informazione climatica vengono utilizzati e come potrebbero essere migliorati, e comunicare queste informazioni ai fornitori di servizi.
• Garantire l’accesso a nuove informazioni e formazione a tutte le parti interessate, tra cui donne e giovani.
• Sostenere la sperimentazione e la valutazione di nuove opzioni per l’adattamento e la mitigazione dei cambiamenti climatici attraverso la conoscenza e l’innovazione di pratiche tradizionali.
• Organizzare e facilitare la pianificazione e lo scambio di conoscenze a livello comunitario o paesaggistico.

 

Esempio di una figura che comunica con toni umoristici le emissioni di gas serra dal paesaggio agricolo da un opuscolo per gli agricoltori finlandesi (http://www.jarki.fi/sites/default/files/isku5/jarki_isku_5_rgb_low.pdf).

 

Punti da considerare nella comunicazione

1. Raccogliere informazioni sul contesto locale. Le risposte devono essere abbinate ai problemi specifici affrontati dagli agricoltori. Integrare le informazioni provenienti da diverse fonti, inclusi i risultati della ricerca, a quello che esprimono gli agricoltori e le comunità.
2. Supportare gli agricoltori nella transizione dal presente alle condizioni future attese, aiutandoli a trovare un equilibrio tra massimizzazione della produttività, riduzione delle vulnerabilità e resilienza. Ricordarsi di spiegare chiaramente i potenziali compromessi.
3. Assicurarsi che gli agricoltori capiscano cos’è una previsione stagionale e guidarli nella riconsiderazione dei loro piani e adeguamenti, se necessario.
4. Aiutare gli agricoltori ad aiutarsi: guidare e incoraggiare gli agricoltori a individuare le soluzioni appropriate e le misure da adottare per adattare queste soluzioni ai propri bisogni.
5. Considerate quali azioni tu (ad esempio come agente di consulenza rurale) potresti assumere per condurre alle soluzioni a lungo termine individuate dagli agricoltori: sono gli agricoltori che prendono decisioni informate, tu sei il facilitatore che crea l’ambiente per prendere queste decisioni.
Fonte: The online community’s discussions, Brent Simpsons, Simone Sala, Bianca Dendena, 2016.

 

Supporto alla comunicazione sui cambiamenti climatici

• Communication for rural development sourcebook (2014): www.fao.org/3/a-i3492e.pdf
• Collaborative change: A Communication framework for climate change adaptation and food security (2010): www.fao.org/docrep/012/i1533e/i1533e00.pdf
• Advancing adaptation through communication for development. Workshop report. (2009): www.fao.org/docrep/012/i1553e/i1553e00.pdf
• Guardian: 12 tools for communicating climate change more effectively (2015): Talk about risk rather than uncertainty, use visuals and tell human stories https://www.theguardian.com/sustainable-business/2015/jul/06/12-tools-for-communicating-climate-change-more-effectively
• Center for Research and Environmental Decisions: The psychology of climate change communication. A guide for scientists, journalists, educators, political aides and the interested public. http://guide.cred.columbia.edu/pdfs/CREDguide_full-res.pdf

 

www.fao.org/3/a-i6408e.pdf

 

Utilizzate il materiale presente in rete

https://www.youtube.com/playlist?list=PLzp5NgJ2-dK7wTr_-SNbSEzBd98a32OZX

 

Audiovisivi:

www.fao.org/climate-change/resources/infographics/infographic-booklets

http://bit.ly/FAO-videos-climate-smart-agriculture

 

Per la divulgazione dei problemi correlate ai cambiamenti climatici:

Preparare le famiglie agricole dei piccoli agricoltori ad adattarsi ai cambiamenti climatici

www.crs.org/our-work-overseas/research-publications/pocket-guide-1-extension-practice-agricultural-adaptation

www.crs.org/our-work-overseas/research-publications/pocket-guide-3-managing-water-resources

 

Adattamento al “nuova norma” dei cambiamenti climatici: il futuro dei servizi di divulgazione e consulenza agricola.

In breve: http://meas.illinois.edu/wp-content/uploads/2015/04/Simpson-Burpee-2014-Climate-Change-and-EAS.-MEAS-Brief.pdf

Lavoro completo: http://meas.illinois.edu/wp-content/uploads/2015/04/Simpson-Burpee-2014-Climate-Change-and- EAS-MEAS-Discussion-Paper.pdf

 

Foto: Gli agricoltori lavorano in diverse stagioni. Risultato di un eserciziosvolto durante un workshop  sulla mappatura delle attività mensili per varie colture. Walker Institute, 2016.

 

Maggiori informazioni

Commenta nel forum online della comunità:
https://dgroups.org/fao/ag-cc/join
Guarda le presentazioni sull’argomento:
www.fao.org/in-action/micca/resources/learning/rural-advisory-services-and-climate
Il lavoro svolto dalla FAO sui settori dell’agricoltura, la sicurezza alimentare e i cambiamenti climatici:
www.fao.org/climate-smart-agriculture

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