FLUSSI DI CARBONIO DELLE SUPERFICI VEGETATE
DELL’ISOLA DI PIANOSA
*1Di Tommasi P., 1Magliulo V., 2Vaccari F.P., 2Miglietta F., 2 Gioli B., 2Zaldei A., 2Sabatini F., 3Peressotti, A.
*CNR- ISAFoM, Via Patacca, 85 – 80040, Ercolano (Napoli), Tel 081 7717325, fax 06 23310957, e-mail [email protected]
**CNR IBIMET, Via Caproni, 8 – 50144 Firenze, Tel 055 301422, e-mail [email protected]
***DPVTA, Università di Udine, Via delle Scienze 208, - 33100 Udine, Tel 0432 558616, e-mail [email protected]
INTRODUZIONE
L’Intergovernamental Panel for Climate Change (IPCC) prevede che nelle regioni mediterranee “entro il 2020 raddoppieranno le estati con temperature sopra la media ed aumenteranno
desertificazione e incendi forestali”. In tale situazione di rischio per la stessa sopravvivenza degli ecosistemi, diventa di fondamentale importanza quantificarne il bilancio del C per
prevederne la vulnerabilità e la retroazione sul sistema globale. La complessita’ di gran parte del territorio del nostro paese - occupato da gariga, macchia, foreste sempreverdi ed agroecosistemi - rende peraltro difficile il calcolo dei flussi di C e la modellizzazione delle risposte ai cambiamenti climatici. L’isola di Pianosa, all’interno del Parco Nazionale
dell’Arcipelago Toscano, rappresenta un sito ideale per questo tipo di studi - in virtù dell’orografia, l’assenza di emissioni antropogeniche e per l’essere costituita da un mosaico di
ecosistemi sia naturali che agricoli, caratterizzati da un diverso grado di naturalità.
Figura 2: Il pallone frenato.
Figura 1: Il palo per i profili alle quote basse.
MATERIALI E METODI
Figura 1: La torre di misura EC
A partire dalla primavera del 2002, il progetto PianosaLab ha intrapreso il monitoraggio sistematico dei flussi di carbonio e vapor d’acqua, installando una torre di misure (fig. 1) al
centro dell’isola, che misura in continuo lo scambio netto di CO2 e H2O mediante la tecnica della correlazione turbolenta (EC).
Una tecnica alternativa per la misura degli scambi di carbonio di un sistema complesso, quale quello oggetto di studio, è costituito dal bilancio di massa nello strato limite turbolento
(CBL). Il vantaggio di tale approccio, deriva dalla possibilità di integrare la risposta di superfici eterogenee, mentre non è necessario che siano verificate le ipotesi (stazionarietà,
assenza di avvezione, etc), che sono alla base della tecnica dell’EC. A tale scopo, sono stati misurati i profili verticali di vento e concentrazione di scalari utilizzando un palo telescopico
pneumatico per le quote 3, 6, 12 m (fig. 2) ed un pallone frenato per le quote nominali 24 e 48 m (fig. 3). I segnali relativi ai sensori di pressione (per la misura della quota reale di
campionamento) e degli anemometri, sono stati portati al sistema di acquisizione mediante cavi schermati di basso peso, mentre un campione d’aria prelevato alle diverse quote è stato
pompato attraverso tubi della sezione di 2 mm al sistema di scansione ed all’analizzatore Licor 6262.
5
8
-5
420
vento
-2
3m
6m
12 m
24 m
48 m
7
400
-10
6
380
-15
m s-1
5
-20
4
360
1 km
3
7/
6
7/
4
7/
2
6/
30
6/
28
6/
26
6/
24
6/
22
6/
20
6/
18
6/
16
6/
14
6/
12
6/
10
6/
8
6/
5
6/
6
6/
3
6/
1
340
5/
30
5/
28
-25
2
320
1
ora
Figura 4: simulazione del footprint delle misure di flusso
nelle diverse condizioni di regime di vento e stabilità
atmosferica.
RISULTATI
Figura 5: andamenti giornalieri del dello scambio netto
dell’ecosistema
Figura 6: profili di concentrazione di CO2 e velocità del
vento, misurati nella notte tra il 25 ed il 26 aprile 2002
Simulazioni modellistiche fatte nelle diverse condizioni di stabilità atmosferica mostrano che il footprint della torre – l’area integrata dalla misura di flusso – si estende per una distanza
sopravento circa uguale al raggio dell’isola (fig 4). I primi risultati dell’attività di scambio di carbonio dell’intera isola mostrano una elevata attività di assimilazione del carbonio in
primavera ed all’inizio dell’estate, a dimostrazione di un processo attivo di ricolonizzazione di aree agricole abbandonate (fig. 5). I dati relativi al bilancio di massa nel CBL – a partire
dai profili misurati – sono in corso di elaborazione. A titolo di esempio si riportano gli andamenti delle concentrazioni di CO2 alle diverse quote durante una notte caratterizzata da
velocità del vento variabile. Il sistema di misura si è dimostrato affidabile ed in grado di risolvere piccolo gradienti verticali di concentrazione. E’ evidente la stratificazione tra le diverse
quote in condizione di calma di vento, ed il successivo rimescolamento (fig. 6).
CONCLUSIONI
La tecnica della correlazione turbolenta applicato ad un sistema complesso quale l’isola di Pianosa, è in grado di fornire utili indicazioni relative allo ‘stato di salute’ dei diversi
ecosistemi ed all’andamento del processo di ricolonizzazione in corso. La misura dei profili di concentrazione e di vento, mediante pallone frenato e palo telescopico, è stata collaudata
con successo e consentirà, nelle prossime campagne dati, di acquisire informazioni complementari al fine della modellizzazione del sistema oggetto di studio.
412
337
302
227
152
117
42
7
2334
2259
2224
2149
2114
2039
300
2004
0
micromoli mole-1
-1
Fc (micromol m s )
0