Quali piante fioriscono in montagna
I ricercatori dell'ETH di Zurigo stanno studiando come la vegetazione delle Alpi reagisce al riscaldamento globale e perché le comunità vegetali alpine continuano a resistere ai nuovi arrivi da quote più basse.
Per un breve periodo, la vista dal finestrino dell'auto assomiglia a quella di un aereo: Coira si trova in basso, le case sembrano giocattoli in miniatura e le auto sono formiche che girano intorno a questi giocattoli. Il pendio scende ripido. Jake Alexander stringe forte il volante, la strada è stretta e dissestata, in alcuni punti sarebbe impossibile attraversarla.
Il professore assistente di ecologia vegetale è in viaggio verso Chrüzboden, sull'Alpe Haldensteiner, al di sopra del limite degli alberi a 2000 metri di altitudine. Sul Calanda, la montagna locale di Coira, il ricercatore dell'ETH conduce da quasi 15 anni esperimenti per studiare gli effetti del riscaldamento globale sulla flora alpina.
La Calanda è ideale per questi studi. In un raggio di 5 chilometri in linea d'aria si trovano tutti i livelli di altitudine della vegetazione delle Alpi, dalla collina nel fondovalle al livello alpino sulla cima di 2800 metri. L'orientamento e il sottosuolo geologico sono pressoché uniformi per l'intera montagna, facilmente raggiungibile da Zurigo. "Dovremmo installare qui una stazione di ricerca alpina, sarebbe fantastico", dice Alexander.
Per coprire tutti i livelli di altitudine, lui e i suoi collaboratori hanno installato diverse aree di prova a diverse altitudini. La più alta, Chrüzboden, si trova a 2000 metri, la più bassa a 1000 metri. In mezzo, ci sono altre aree di osservazione ogni 200 metri di altitudine.
Dopo circa 1400 metri di altitudine e innumerevoli tornanti, Alexander raggiunge l'alpeggio senza alberi di Chrüzboden. È giugno, le mucche pascolano e i fiori sbocciano in tutti i colori e in tutte le forme, spruzzi di colore giallo, rosa e viola ovunque.
Alexander parcheggia l'auto, scende e si incammina verso un prato protetto dal bestiame da un recinto elettrico. All'interno del recinto si trovano le sue aree di prova, alcune delle quali sono circondate da camere in plexiglas ad apertura che forniscono un riscaldamento passivo per simulare il riscaldamento globale.
Qui i ricercatori stanno studiando come le comunità vegetali di alta quota reagiscono alle specie provenienti da altitudini inferiori. Il contesto: in media, le regioni montane si stanno riscaldando due volte più velocemente rispetto al resto del mondo. Ciò potrebbe causare l'espansione di alcune specie verso altitudini più elevate o latitudini più alte, come l'Artico. Studi precedenti di Alexander hanno dimostrato che alcune piante alpine non hanno problemi con il riscaldamento in sé, ma hanno problemi con la nuova concorrenza proveniente da altitudini inferiori.
Più grande e più veloce
Questo potrebbe portare, prima o poi, a un cambiamento nella composizione delle specie delle attuali comunità vegetali alpine e subalpine. Nuove specie significano nuove interazioni. Poiché le piante di pianura crescono più grandi e più velocemente, esse si trovano letteralmente alla luce delle piccole specie alpine. "Sono più competitive nel clima più caldo e minacciano di soppiantare le specie alpine", afferma Alexander.
Le specie che migrano verso le vette generalmente affrontano una scarsa competizione per lo spazio, la luce, l'acqua e i nutrienti. Questo perché a questa altitudine la vegetazione è scarsa. La situazione è leggermente diversa al limite degli alberi. Le specie che salgono da altitudini inferiori incontrano prati e pascoli in cui la vegetazione è quasi inesistente. Queste comunità si sono sviluppate per secoli. Ciò ha permesso lo sviluppo di innumerevoli interazioni tra individui e specie, compresi microrganismi come batteri o funghi nel suolo.
All'inizio e nell'attuale fase di riscaldamento è probabile che le nuove specie abbiano difficoltà a colonizzarsi. Non appena le specie vegetali provenienti dalle pianure si saranno stabilite, come i ricercatori hanno già osservato nella loro area di prova a 1400 metri, influenzeranno la struttura delle specie e le molteplici interazioni.
"Vogliamo scoprire quanto le comunità vegetali di oggi siano resistenti ai nuovi arrivi. D'altra parte, vogliamo verificare se le specie provenienti da altitudini inferiori possono già stabilirsi a nuove altitudini. E se non è così, ci chiediamo cosa impedisca loro di farlo", spiega Alexander, osservando un'area campione dove i fiori di prato stanno sbocciando in abbondanza.
I ricercatori hanno completamente rimosso la vegetazione autoctona da quest'area di un metro quadrato. E hanno piantato nel terreno nudo dieci specie diverse, che sono principalmente originarie delle basse e medie altitudini, tra cui la salvia dei prati, l'ambrosia dei prati e il crescione delle orecchie di colomba.
Alexander rivolge ora la sua attenzione a un'altra area densamente invasa. Spinge il fogliame con le mani. Lì, contrassegnato da uno stuzzicadenti di plastica colorata, c'è un esemplare di erba di prato. A differenza delle altre piante presenti nell'area spoglia, questa è piccola e ha un solo fiore. "Questa pianta sta lottando per affermarsi contro i suoi nuovi vicini", sottolinea il ricercatore. "Ma in linea di principio, può crescere qui con il clima attuale".
Veicoli animali
Tuttavia, la conquista degli habitat alpini o subalpini da parte di piante provenienti da altitudini inferiori è più lenta del previsto, afferma l'ecologista. Sospetta che ciò sia dovuto anche alla bassa velocità di dispersione delle piante. Alcune decidono di trasportare i semi per via aerea, mentre altre non lo fanno. Nel migliore dei casi, queste ultime hanno bisogno di un veicolo animale per diffondere i semi. È noto che le mucche trasportano i semi germinabili nel loro intestino.
In un nuovo progetto, uno studente di master ad Alexander sta studiando se anche i cervi o i camosci possano contribuire alla diffusione di alcune specie di piante. Questi dati saranno incorporati in modelli meccanici che potranno essere utilizzati per prevedere i cambiamenti nelle comunità vegetali. Oltre alle proiezioni climatiche, tale modello includerà anche le interazioni tra le piante, la loro evoluzione e i loro meccanismi di distribuzione.
"Approccio" a Haldenstein e Coira, le case si avvicinano. Alexander guida l'auto in discesa. A un tornante, svolta a destra per ispezionare un'area di prova a 1400 metri di altitudine. Parcheggia l'auto alla fine di un vicolo cieco e risale un sentiero per le ultime centinaia di metri. Improvvisamente si trova ai margini di una grande radura, il Nesselboden. È sensibilmente più caldo rispetto a 600 metri più in alto. Questo è il futuro del clima: le piante alpine devono essere in grado di resistere a più 3 gradi Celsius. Il calcolo è semplice: per ogni 100 metri di altitudine, la temperatura media cambia di circa 0,5 gradi Celsius.
Battaglia per le risorse
Le piante di prato trapiantate qui sono ancora più rigogliose, sia senza che con un quartiere consolidato. È evidente che non hanno problemi ad affermarsi nella vegetazione esistente. Un quadro un po' diverso è presentato da una zolla di un metro quadrato. Essa e la comunità vegetale ad essa associata sono state spostate qui da 2000 metri a 1400 metri qualche anno fa, nell'ambito di un precedente esperimento, e quindi catapultate nel clima del futuro.
Il prato è dominato dalla mantovana Alchemilla. "Questa specie ovviamente non ha problemi con il nuovo clima. Tuttavia, altre piante alpine ad essa associate hanno già perso la battaglia per le risorse e contro concorrenti più adattati alle temperature calde", dice Jake Alexander, mettendosi una mano davanti agli occhi per schermarli dal sole. "Queste parcelle sperimentali sul Nesselboden saranno sicuramente monitorate per altri dieci anni per verificare le previsioni sui cambiamenti delle comunità vegetali".
La ricerca di Alexander mostrerà esattamente come si svilupperà la flora sul Calanda. Una cosa è certa: cambierà. E ci sarà qualche macchia bianca, viola e gialla in più sui prati alpini di oggi.
L'Artico che rinasce
Il cambiamento degli ecosistemi innescato dal riscaldamento globale sta avvenendo ancora più rapidamente nell'Artico che nelle regioni montane. Di conseguenza, l'Artico sta diventando sempre più verde. Nei prossimi anni, ecologi vegetali, scienziati del suolo e microbiologi studieranno i modelli locali e i meccanismi di regolazione dell'ecosistema artico nell'ambito di un progetto dell'ETH+. Inverdimento artico ricerca. I ricercatori vogliono capire come i cambiamenti nella vegetazione, nelle comunità microbiche del suolo e nello sviluppo del suolo controllino il ritmo del cambiamento dell'ecosistema nell'Artico.
L'energia del "globo" con un futuro
Questo testo è stato pubblicato nel numero 22/03 della rivista l'ETH Il globo è apparso.