Catturato in Vallese lo… stress invisibile di una foresta

La scienziata Petra D’Odorico ha rilevato per via aerea le reazioni alla luce solare dei pini silvestri dello Pfynwald con l’acqua e la siccità

Ogni amante della natura sa riconoscere un albero in precarie condizioni di salute dalla depigmentazione o dalla perdita delle foglie. A quel punto, il deterioramento è già in una fase avanzata e i danni sono potenzialmente irreversibili.
In un nuovo studio effettuato in Svizzera, i ricercatori dell’Istituto Federale di Ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio di Birmensdorf evidenziano come lo stress degli alberi possa essere rilevato già prima di risultare visibile all’occhio umano, estrapolando le informazioni da dati spettrali raccolti tramite droni.
Rilevare per tempo queste sollecitazioni delle piante è importante per comprendere le conseguenze sempre più gravi della siccità sulle foreste, così come per identificare le specie arboree in grado di adattarsi meglio alla scarsità idrica.
Per questo motivo, i ricercatori hanno studiato a lungo nuovi metodi per misurare la risposta degli alberi ai cambiamenti climatici. Per quantificare la risposta delle piante allo stress, i ricercatori hanno fatto affidamento su diverse tecniche.

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Rallentamento della crescita e calo della fotosintesi col caldo

L’analisi dendrometrica, per esempio, può evidenziare un rallentamento nell’accrescimento dell’albero su più anni. Un’altra possibilità è misurare il calo della fotosintesi durante un’ondata di calore.
Questi approcci sono preziosi ma comportano un grande dispendio di tempo perché i ricercatori devono monitorare ciascun albero singolarmente . Di conseguenza, è possibile monitorare solo pochi alberi di una foresta.

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Rilevamenti dall’alto con un drone e una fotocamera spettrale

Un nuovo studio del menzionato WSL (in tedesco Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft) ha dimostrato ora che il livello di stress di ogni albero di una foresta può essere rilevato per via aerea attraverso una fotocamera multispettrale.
Durante una serie di esperimenti, la responsabile del progetto Petra D’Odorico e i colleghi ricercatori hanno effettuato voli con un drone sui pini silvestri dello Pfynwald, un’area boschiva del Canton Vallese.
Lo spiega bene la ricercatrice stessa, collaboratrice scientifica negli ambiti Dinamica del Bosco, Biodiversità ed Ecologia della Conservazione, Ecologia degli Ecosistemi e Genetica Evolutiva:
“Semplificando, possiamo dire che i raggi solari riflessi dalle chiome contengono informazioni sulla fisiologia degli alberi e, di conseguenza, sulle loro condizioni attuali”.

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La luce riflessa rivela i cambiamenti nei pigmenti fotosintetici

Dalle misure emerge che la luce riflessa rivela i cambiamenti nei pigmenti fotosintetici (clorofilla e carotenoidi).
Analizzando tali variazioni, è possibile dedurre in che misura l’albero sta investendo nella fotosintesi e, pertanto, nella crescita oppure in altri processi che si rendono necessari quando la disponibilità delle risorse presenta una distribuzione sfavorevole.
Si prevede che la siccità diventerà la più comune causa di mortalità degli alberi nei prossimi decenni. Proprio nel momento di minima disponibilità idrica, l’irradiazione luminosa raggiunge spesso la massima intensità.
Di conseguenza, le foglie o gli aghi si ritrovano in una condizione di squilibrio: assorbono più energia di quanta serva loro per la fotosintesi perché gli stomi si chiudono per prevenire la disidratazione.

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Tutti gli aghi di pino forzati a dissipare l’energia in eccesso

Per dissipare l’energia in eccesso, potenzialmente dannosa, gli aghi aumentano la conversione dei pigmenti. Questa attività può essere osservata raccogliendo i dati multispettrali, una tecnica che consente di rilevare informazioni invisibili all’occhio umano.
“Questo metodo ci consente, per così dire, di vedere lo stress invisibile che si accumula in un albero”, prosegue la D’Odorico, “e quindi di stabilire se piante che appaiono ancora sane stanno in realtà già subendo uno stress dovuto alla siccità”.
Le misurazioni tramite drone si sono svolte nelle stagioni di crescita 2019 e 2020 nello Pfynwald, dove l’Istituto Federale di Ricerca per la Foresta, la Neve e il Paesaggio sta conducendo un esperimento a lungo termine unico nel suo genere.
Presso questo sito in territorio vallesano, una delle valli intralpine più secche in Europa, a partire dal 2003 i pini silvestri (Pinus Sylvestris) sono stati sottoposti a diverse strategie di irrigazione.

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Importante è anche la storia del singolo Pinus Sylvestris

Oltre a rilevare lo stress causato dalla siccità, lo studio ha anche evidenziato che la storia dell’albero, e con essa le condizioni ambientali del passato, influenza l’attuale risposta dello stesso a condizioni di stress.
Il monitoraggio remoto tramite drone consente di esaminare molti più alberi in un breve lasso di tempo rispetto alle classiche misurazioni fisiologiche da terra.
Nonostante al momento questo metodo non possa ancora essere impiegato a livello operativo per il governo del bosco, in futuro costituirà un’imprescindibile integrazione di altre tecniche per prevedere la risposta della foresta a condizioni più calde e secche.
Il Burgergemeinde Leuk, il servizio forestale locale, e l’Azienda per l’Energia Elettrica e Idroelettrica FMV hanno fornito una buona collaborazione nel corso di molti anni.
Questo lavoro è stato sostenuto dal Fondo Nazionale Svizzero (FNS) tramite il programma di finanziamento Spark per la Ricerca Innovativa conferito a Petra D’Odorico.

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