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Aug 02, 2023

Maggiore sensibilità della vegetazione alla siccità meteorologica in autunno rispetto alla primavera nei biomi europei

Comunicazioni Terra e Ambiente volume 4, numero articolo: 299 (2023) Cita questo articolo 134 Accessi 3 Dettagli metriche altmetriche L'Europa ha vissuto gravi eventi di siccità negli ultimi decenni,

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Negli ultimi decenni l’Europa ha vissuto gravi eventi di siccità, ponendo sfide per comprendere le risposte della vegetazione a causa della diversa distribuzione della vegetazione, delle diverse fasi di crescita, delle diverse caratteristiche della siccità e dei fattori idroclimatici concomitanti. Per analizzare la risposta della vegetazione alla siccità meteorologica, abbiamo utilizzato più indicatori di vegetazione nei biomi europei. I nostri risultati rivelano che la sensibilità della vegetazione alla siccità aumenta man mano che la chioma si sviluppa durante tutto l’anno, con sensibilità da -0,01 in primavera a 0,28 in autunno e aree sensibili alla siccità dal 18,5 al 57,8% in Europa. La carenza di acqua nel suolo aggrava temporaneamente la sensibilità della vegetazione alla siccità, mentre il suo impatto spaziale è limitato. La sensibilità della vegetazione alla siccità è fortemente correlata al deficit di pressione del vapore e parzialmente alla concentrazione di CO2 atmosferica. Questi risultati evidenziano le variazioni spaziotemporali nella sensibilità della vegetazione alla siccità e l’influenza dei fattori idroclimatici. I risultati migliorano la nostra comprensione della risposta della vegetazione alla siccità e dell’impatto dei fattori idroclimatici concomitanti, fornendo preziose informazioni substagionali per la gestione delle acque e la preparazione alla siccità.

Le siccità sono periodi in cui la disponibilità idrica è inferiore alla media a lungo termine1. Il cambiamento climatico sta portando a una maggiore intensità, durata e frequenza della siccità in alcune regioni del mondo2,3, con un impatto negativo sia sulle società che sugli ecosistemi4,5. La siccità può diminuire la produttività della vegetazione6, modificare la composizione della vegetazione7, diminuire la biodiversità8,9 e ridurre i servizi ecosistemici5. Molti paesi europei hanno sofferto di gravi siccità estive negli ultimi decenni10,11,12. In Europa e nel Regno Unito, la perdita economica media annua dovuta alla siccità nel periodo 1981-2010 è stata di circa 9 miliardi di euro, metà delle quali derivanti dall’agricoltura13,14, evidenziando l’importanza della preparazione e della conoscenza delle risposte della vegetazione alla siccità.

Le siccità meteorologiche, causate dal deficit di precipitazioni, hanno effetti complessi sulla crescita della vegetazione che sono influenzati da molteplici fattori idroclimatici. Qui, “crescita” si riferisce ai processi vegetativi che determinano cambiamenti nella biomassa o nella produzione primaria in senso lato15. I fattori idroclimatici includono la disponibilità di acqua nel suolo (umidità del suolo, SM), la secchezza atmosferica transitoria (deficit di pressione di vapore, VPD), la radiazione solare (radiazione netta, Rn) e la concentrazione atmosferica di anidride carbonica (aCO2)16,17,18,19. Questi fattori possono interagire in modi che amplificano o mitigano gli impatti della siccità sui processi biofisici. La risposta della vegetazione alla siccità meteorologica dipende dal fatto che la sua crescita sia limitata dall’acqua (SM) o dall’energia (Rn)17. Considerando che i ruoli relativi di SM e VPD sulla vegetazione durante la siccità sono difficili da distinguere20. Inoltre, l’effetto aCO2 durante lo stress idrico della vegetazione rimane dibattuto21 ed è intrecciato con altri fattori22. È necessario uno studio completo per valutare i ruoli relativi di questi fattori sulla crescita della vegetazione e sulle risposte alla siccità, ottenendo una comprensione olistica dell’interazione tra i vari fattori concomitanti con la siccità meteorologica.

L’indice standardizzato di precipitazione ed evapotraspirazione (SPEI)23 viene spesso utilizzato per stimare le caratteristiche degli eventi meteorologici di siccità, tra cui gravità, intensità e durata della siccità; per una definizione dettagliata vedere rif. 24. Lo SPEI tiene conto del bilancio idrico tra le precipitazioni e la domanda di acqua per evaporazione atmosferica e fornisce una comprensione completa delle condizioni di stress idrico sulla vegetazione su scala globale e regionale25,26,27,28. È stato dimostrato che l’SPEI supera gli altri indici nella valutazione degli impatti della siccità sull’umidità del suolo, sulle attività della vegetazione, sulla resa dei raccolti e sulla crescita delle foreste29,30,31. Lo SPEI calcolato da dati climatici grossolani (0,5 gradi) è stato utilizzato per valutare gli impatti della variabilità interannuale dello SPEI sulle attività della vegetazione su scala globale e regionale32,33. I dati di rianalisi climatica ad alta risoluzione (0,1 gradi) sviluppati di recente offrono il potenziale per valutare gli impatti della siccità sulla vegetazione utilizzando SPEI con informazioni spazialmente dettagliate.