Master in Comunicazione delle Scienze - Padova, 31 luglio 2015
Temi e prospettive della ricerca
sugli ecosistemi forestali
Tommaso Anfodillo
[email protected]
Dip. TeSAF
Interazione piante-atmosfera
• Assorbimento CO2 (fotosintesi)
•Emissione vapor d’acqua (traspirazione)
CO2 + hv
200 ppmv
396 ppmv
Parole chiave di oggi
•
•
•
•
•
•
CO2
Cambiamenti climatici,
Effetto serra
“Polmoni verdi”
Mitigazione climatica
Deforestazione
La scienza…
Il dubbio come valore!
Richard P. Feynman
Il senso delle cose.
Adelphi 1999
… le fonti (vedi AR5)
Vedi bollettino WMO
Bilancio annuale del carbonio
3
-- 0.7
Ra
+9
Atmosfera 760
Tutto in Gt
+5
GPP
+1
-2
=2.6ppm /400
60 120
Foreste 650
88
90
57
Re+d
Deforestazione
Suolo 1 500
Sedimenti fossili 40 000
Oceani 38 000
Maggiore concentrazione CO2 in atmosfera
Domande
1) - che relazioni CO2 - clima?
effetto IPERSERRA?
2) - che effetti sulla vegetazione?
3) - che relazioni vegetazione - CO2 in atmosfera?
(puo’ la vegetazione mitigare l’aumento?)
CO2 - clima
…perché tanti convegni?
Figure 6.13
I fatti..(?)
12
Average air temp variations for the past 18 kyr
Average temp variations of eastern Europe for the
last 1200 yrs
EFFETO “SERRA e IPERSERRA”
assorbimento
CO2
CH4
H2O
2/3
17
Global radiation
budget
Radiative trapping
148 W m-2
H2O 2/3 GH
GH is “good”
Otherwise T earth 255K
(-18 °C)
19
49
From Chapin et al, 2003
CO2 nel passato
i gas serra
Relazione T-CO2 da carote di ghiaccio Antartide (pr. EPICA)
20
Vedi rapporto
Maggiore concentrazione CO2 in atmosfera
Domande
1) - che relazioni CO2 - clima?
effetto IPERSERRA?
2) - che effetti sulla vegetazione?
3) - che relazioni vegetazione - CO2 in atmosfera?
(puo’ la vegetazione mitigare l’aumento?)
CO2 e foreste
Interazione pianta-atmosfera
= estrazione (fotosintesi)
CO2 + hv
200 ppmv
367 ppmv
- 2 - limitazione CO2
ruolo: cond stomatica
ruolo: carbossilazione RuBP
Interazione pianta-atmosfera
= estrazione (fotosintesi)
EFFETTI ELEVATA CO2 ?
Fig lucidi
POPFACE
A European Free Air Carbon dioxide Enrichment experiment on Poplar plantations
FACE experiments
Free Air Carbon Enrichment
Rapporto
Elevata/Ambiente
NPP
ELEVATA CO2
Fig 6 Nowak
ELEVATA CO2
Entità Effetti
-
+
Maggiore concentrazione CO2 in atmosfera
Domande
1) - che relazioni CO2 - clima?
effetto IPERSERRA?
2) - che effetti sulla vegetazione?
3) - che relazioni vegetazione - CO2 in atmosfera?
(puo’ la vegetazione mitigare l’aumento?)
PK e settore primario
1. Politiche di
riduzione delle
emissioni
2. Politiche di
mitigazione
3. Politiche di
adattamento
Interventi di risparmio
energetico
Sostituzione
con rinnovabili
Attività agricole
Attività forestali
Interventi sulle
infrastrutture
Attività LULUCF
Land use,
land-use
change
and forestry
Foreste possono mitigare?
Flussi di carbonio di un ecosistema
50
40
100
1-10
Le foreste e i polmoni verdi…?
Interazione pianta-atmosfera
= estrazione (fotosintesi)
CO2 + hv
200 ppmv
367 ppmv
La foresta è un ecosistema
Alcuni (utili) richiami di ecosistemica
Autotrofi (produttori)
Fotl (GPP) Resa
Assorbimento CO2
Emissione CO2
50% GPP
Eterotrofi (consumatori)
Rese
Decompositori
Resd
Come è il bilancio F - R?
Respirazione (ossia emissione)
CO2
Fotosintesi (ossia “estrazione”)
CO2
NEP = F-Rtot
Le foreste assorbono CO2?
Analizziamo due casi tipo:
1) Foreste naturali
2) Foreste coltivate
FORESTE “NATURALI”
Le foreste si evolvono
F
NEP
R tot
giovane
maturo
F>R = NEP >0 l’ecosistema aumenta di biomassa
(assorbe
F=R C)
= NEP ≈ 0 l’ecosistema è “stabile”
(non assorbe C) - foreste pluviali tropicali
…. e i polmoni verdi???
Differenze di BIOMASSA e NPP tra BIOMI
Table 5.5. Global distribution of terrestrial biomes and their total carbon in plant biomassa.
Area (106 km
Total C pool
(Pg C)
17.5
10.4
13.7
2.8
27.6
15.0
27.7
5.6
13.5
15.5
149.3
340
139
57
17
79
6
10
2
4
21.9
8.1
2.6
1.4
14.9
5.6
3.5
0.5
4.1
652
62.6
Total NPP
(Pg C yr -1)
Biome
Tropical forests
Temperate forests
Boreal forests
Mediterranean shrublands
Tropical savannas and gra sslands
Temperate grasslands
Deserts
Arctic tundra
Crops
Ice
Total
a
Data from Saugier et al. (2001). Biomass is expressed in units of carbon, assuming that plant
biomass is 50% carbon.
Mettiamo l’uomo.. adesso
Dove va?
Biomassa (tC)
Assorbimento CO2
Livello colturale
C
Stabilità colturale
anni
Tempo di ritorno della CO2 in atmosfera
CO2
gg-mesi
anni
secoli
Ruolo delle foreste
(facciamo due conticini)
Superficie forestale necessaria
per sequestrare tutte le emissioni
Emissioni: circa 6 Gt/anno
Piantagione rapido accrescimento (turno di 10 anni)
5 tC/ha/anno ≈ 15 mc/ha/anno
area necessaria: 109 ha (circa 30 volte sup. Italia)
(ogni 10 anni).. e del legno che se ne fa???
italia
Ogni italiano (9 Mg/anno) avrebbe
bisogno di almeno 2 ha di nuova foresta.
Ci sevirebbe una superficie di 4 volte l’Italia
… e se dopo 10 anni questa foresta viene distrutta dal fuoco?
Le foreste assorbono CO2 SOLO se crescono
La gestione e (la distanza dal disturbo)
determina le potenzialità di assorbimento
Foreste Naturali (pluviali tropicali)
Non disturbate
NO assorbimento netto (tutto l’Assimilato è Respirato)
No polmoni verdi
Foreste gestite nel Veneto mediamente
un sink di 1.5 Mg C ha-1 y-1
Risparmio dell’incremento!!!
Le foreste crescono
Quanta CO2 viene assorbita?
Il mio viaggio a BL e rit in macchina
(1 Kg CO2 ogni 7 km)
= circa 30 kg CO2 emessa
Produttività foreste circa 1 g C m-2 d-1 (=3.7 g CO2 m-2 d-1 )
1 pianta adulta superficie fogliare 200 m2
Assorbimento per pianta circa 700 g CO2 d-1
Necessaria fotosintesi di circa 42 alberi
Circa 1200 m2 di foresta
Alcune conclusioni
Ruolo delle foreste puo’ essere positivo
ma non risolutivo
Attenzione alla scala temporale (ritorno CO2)
nella contabilizzazione
ATTENZIONE!!
- effettiva NEP (ruolo del C nel suolo) ?
- scenari climatici futuri ?
- risposte delle foreste ?
Cosa possiamo fare per contribuire
“positivamente” al bilancio di carbonio?
Rallentare la deforestazione e proteggere le
attuali foreste (aumento provvigione)
Tropical deforestation is responsible for 20 to
25 % of annual global carbon dioxide
emissions (IPCC, 2000)
Policy approaches and incentives within a
Country – an example from Brazil
General information (FAO, 2005):
• Brazil’s land area
845 651 000 ha (56%)
• Forest Cover 2000
543 905 000 ha
• Forest Cover 2005
477 698 000 ha
Forest Cover change 1990-2000
 Average Annual change
 Annual Change rate
- 2 681 000 ha/yr
- 0.5 % /yr
Forest Cover change 2000-2005
 Average Annual change
 Annual Change rate
- 3 103 000 ha/yr
- 0.6 % /yr
Vedi FAO FRA 2010
Deforestation: often a legal process due:
• Africa:
– Predominantly demand for firewood
• Asia:
– Predominantly demand for wood (& palm oil!!)
• South America:
– Predominantly demand for new cropland and
pastures