Una foresta nella zona di Mäntyharju, Finlandia. Credit: Jani Riekkinen / EyeEm /Getty Images.
Uno studio su Nature Communications mostra che il cambiamento climatico minaccia quasi il 60% delle foreste europee, rendendole più vulnerabili a tempeste di vento, incendi e attacchi degli insetti1. Usando una combinazione di dati satellitari, serie storiche e sistemi di apprendimento automatico, gli autori hanno ricostruito come è cambiata la vulnerabilità delle foreste allo stress ambientale in Europa negli ultimi 40 anni. E hanno scoperto che l’aumento di 0,5 ° C della temperatura media avvenuto dal 2000 in poi ha avuto un grande impatto. "Sembra che si sia trattato di un punto critico, oltre il quale le foreste hanno iniziato a perdere le loro capacità di difesa naturale", spiega Giovanni Forzieri, autore principale dello studio e ricercatore presso il Centro comune di ricerca della Commissione europea a Ispra, in Italia.
Le foreste possono sopportare bene le modifiche di lungo periodo del loro ambiente, ma non altrettanto bene i cambiamenti improvvisi come l'attuale tasso di riscaldamento globale. I loro alberi vivono per diversi decenni e non possono essere rapidamente sostituiti da nuove generazioni meglio adattate. I modelli climatici hanno iniziato da poco a simulare anche le alterazioni delle foreste, ma manca ancora una vera comprensione delle loro cause. "Gli studi più accurati sulla vulnerabilità delle foreste riguardano piccole aree, quindi i risultati non possono essere facilmente estesi a regioni più ampie", afferma Forzieri. Altri studi aggregano tutte le possibili perturbazioni forestali su base nazionale, senza fare differenza tra, ad esempio, incendi e tempeste di vento. “Questo permette di coprire aree più ampie, ma a scapito della capacità di studiare l'effetto di un singolo fattore di disturbo” prosegue il ricercatore.
Il team ha cercato di colmare queste lacune integrando i dati del mondo reale con tecniche di apprendimento automatico. I ricercatori hanno utilizzato immagini satellitari per studiare come sono cambiate le caratteristiche chiave delle foreste europee (estensione, densità, contenuto di biomassa, età degli alberi) negli ultimi decenni. Hanno utilizzato diversi database per ricostruire una storia dei cambiamenti di temperatura, degli incendi, delle tempeste di vento e dei passaggi di sciami di insetti in tutta Europa. Quindi hanno creato un algoritmo di apprendimento automatico per cercare correlazioni tra questi dati. In sostanza, l'algoritmo ha imparato a calcolare la probabilità che una foresta perda una certa quantità di biomassa dopo uno specifico evento di disturbo, in base alle sue condizioni iniziali.
I ricercatori hanno così scoperto che la vulnerabilità della foresta dipende principalmente dalla densità e dall'altezza dei suoi alberi, dall'area fogliare totale e da alcune altre proprietà. Cosa più importante, hanno calcolato che la vulnerabilità è in aumento e che fino a 33,4 miliardi di tonnellate di biomassa (il 58% della massa forestale totale dell'Europa) potrebbero essere seriamente danneggiate da futuri disturbi naturali. Lo sradicamento degli alberi a causa del forte vento è la principale minaccia, seguita da incendi e insetti. Le foreste in Finlandia, nel nord Europa della Russia e nelle Alpi emergono dallo studio come gli ecosistemi più fragili, seguite da foreste calde e secche nell'entroterra della Spagna.
Questi risultati possono aiutare a progettare interventi di gestione forestale, in particolare per impedire che le foreste raggiungano un punto di non ritorno oltre il quale smetterebbero di assorbire anidride carbonica dall'atmosfera, destabilizzando ulteriormente il clima. "L'uso di tecniche di big data, machine learning e modellizzazione sarà essenziale per gestire la crescente quantità di dati di cui disponiamo in questo settore", conclude Forzieri.
"Gli effetti a cascata non sono stati considerati in questo studio, e giocheranno un ruolo importante nel determinare la perdita di biomassa dovuta a disturbi naturali", afferma Emanuele Lingua, professore associato di ecologia all'Università di Padova, non coinvolto nello studio. “Questo approccio potrebbe trarre vantaggio da un database più accurato sui fattori di disturbo, che purtroppo non è disponibile. Ma questa ricerca sarà rilevante per le politiche di gestione forestale a livello europeo ".
