Seasonal water stress in a hyperhumid forest: evidence from multiple tree-ring variables and dekadal climate analysis
Nonostante riceva oltre 4000 mm di precipitazioni annuali, una foresta di cedri giapponesi a Yanase, in Giappone, presenta uno stress idrico stagionale durante lo scorso luglio che influenza significativamente la crescita degli alberi, come dimostrato dalle correlazioni tra l'acqua nel suolo modellata e molteplici variabili degli anelli di accrescimento.
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Nello studio silenzioso della crescita delle foreste, gli scienziati spesso guardano agli anelli all'interno del tronco di un albero come a un registro storico. Ogni anello è un'istantanea di un singolo anno, che cattura le condizioni meteorologiche che hanno permesso all'albero di espandere la sua circonferenza. Per decenni, una semplice regola empirica ha guidato questo campo: gli alberi nei luoghi secchi crescono di più quando piove, mentre gli alberi nei luoghi freddi crescono di più quando fa caldo. Ma la natura raramente segue regole così semplici, specialmente in luoghi dove la pioggia sembra non fermarsi mai. Nel mondo delle foreste più umide, dove cadono ogni anno migliaia di millimetri di pioggia, l'assunto è stato che l'acqua non sia mai un fattore limitante. Se il cielo è sempre pieno di nuvole e il terreno è sempre umido, perché un albero dovrebbe mai faticare a trovare l'umidità necessaria per crescere? Questa domanda è al cuore di una nuova indagine su una specifica foresta in Giappone, che mette in discussione l'idea che un'abbondante piovosità garantisca una crescita abbondante.
I ricercatori si sono concentrati su una foresta naturale di cedri giapponesi nel distretto di Yanase, a Shikoka, una regione nota per la sua estrema umidità. Qui, la piovosità annuale supera i 4.00amente millimetri, un volume così grande da definire l'area come iperumida. Nonostante questo diluvio, il team sospettava che gli alberi potessero comunque affrontare periodi di sete. La logica è che l'acqua non si limita a stare ferma sul terreno; essa si muove. Drena via, evapora nell'aria, e l'aria stessa può diventare così secca da estrarre l'umidità dalle foglie più velocemente di quanto le radici possano reintegrarla. Per testare questo, gli scienziati hanno esaminato 18 alberi specifici che erano stati tagliati e conservati decenni fa. Non si sono limitati a guardare la larghezza degli anelli, che mostra quanto l'albero sia cresciuto in un anno. Hanno anche misurato la densità del legno e hanno separato gli anelli in due parti distinte: il legno primaverile (earlywood), che si forma in primavera, e il legno tardivo (latewood), che si forma più tardi nella stagione. Scomponendo gli anelli in questo modo, potevano vedere se diverse parti dell'anno contenessero indizi differenti sulla salute dell'albero.
Per capire cosa stessero dicendo questi anelli, il team aveva bisogno di una mappa del tempo molto precisa. Hanno combinato i registri delle stazioni meteorologiche locali con modelli informatici avanzati dell'atmosfera e della superficie terrestre. Hanno esaminato la temperatura, la piovosità e una misura di quanto l'aria fosse "assetata". Hanno anche esaminato il suolo, utilizzando un modello per stimare quanta acqua fosse effettivamente disponibile per le radici dell'albero nelle settimane e nei mesi precedenti la stagione di crescita. La chiave della loro scoperta è stata l'osservazione del tempo in piccoli segmenti. Invece di limitarsi a fare la media del tempo per un intero mese, hanno esaminato periodi di dieci giorni. Ciò ha permesso loro di individuare esattamente quando il tempo fosse più rilevante. Hanno scoperto che gli alberi non stavano reagendo alla pioggia dell'anno corrente, ma alle condizioni dell'estate precedente. Nello specifico, la quantità d'acqua immagazzinata nel suolo durante il terzo periodo di dieci giorni di luglio dell'anno precedente era il predittore più forte della larghezza degli anelli dell'albero la primavera successiva.
Questo risultato è stato sorprendente perché luglio è nel mezzo della stagione delle piogge in questa parte del Giappone. Eppure, i dati mostravano un legame chiaro: quando il suolo era più umido in quella specifica finestra temporale dell'estate precedente, gli alberi crescevano con anelli più larghi l'anno successivo. Quando il suolo era più secco, gli anelli erano più stretti. Ciò suggerisce che, anche in una foresta che riceve più di 4.000 millimetri di pioggia annualmente, gli alberi possono comunque sperimentare stress idrico stagionale. L'acqua potrebbe essere presente nelle nuvole, ma se drena via troppo velocemente o se l'aria è troppo secca, l'albero non riesce ad accedervi quando ne ha più bisogno per iniziare la crescita primaverile. Lo studio ha anche evidenziato che la relazione tra il tempo e la crescita dell'albero non era fissa. Nel corso dei decenni, la forza di queste connessioni è cambiata. A volte la temperatura dei mesi invernali contava di più; altre volte, la disponibilità d'acqua era il fattore dominante. Questa relazione mutevole indica che gli alberi non sono bloccati in un singolo modo di sopravvivenza, ma si stanno costantemente adattando a un clima che cambia.
I ricercatori sono stati attenti a sottolineare che le loro scoperte sono specifiche per questa foresta e per questi alberi. Non hanno affermato che ogni albero in una foresta umida reagisca in questo modo, né hanno dimostrato esattamente come l'albero sposti fisicamente l'acqua dal suolo alle sue foglie. Ciò che hanno dimostrato è che il vecchio assunto — ovvero che le foreste umide non affrontino mai stress idrico — è incompleto. L'evidenza degli anelli, supportata dai dettagliati dati meteorologici, mostra che gli alberi sono sensibili ai livelli di umidità dell'estate precedente. Questa sensibilità persiste anche quando la piovosità totale è enorme. Lo studio ha inoltre evidenziato che la risposta degli alberi al tempo è complessa e cambia nel tempo. Un modello che funziona per un decennio potrebbe non funzionare per quello successivo, suggerendo che la relazione della foresta con il suo clima sia dinamica. Guardando al legno con tale dettaglio, gli scienziati hanno scoperto uno strato nascosto di lotta in un luogo che appare come un paradiso d'acqua. Gli alberi non stanno solo crescendo sotto la pioggia; stanno navigando in un delicato equilibrio tra offerta e domanda, un equilibrio che può pendere anche nei luoghi più umidi della Terra.
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