Il ruolo dei cicli biogeochimici nel suolo nella mitigazione dei cambiamenti climatici da parte degli ecosistemi forestali: quanto risultano incerte le stime dei modelli?

I cicli di carbonio e azoto all'interno dei suoli forestali rivestono un ruolo chiave nelle interazioni tra ecosistema e clima. Il processo di decomposizione della sostanza organica regola il sequestro di carbonio nel suolo e le emissioni in atmosfera di anidride carbonica (CO2) e metano (CH4) connesse all'attività di degradazione dei composti organici da parte dei microorganismi. Un peso rilevante è altresì esercitato dal pathway di mineralizzazione che determina le trasformazioni dell'azoto organico in composti minerali, quali ammonio (NH4+) e nitrati (NO3-), fondamentali per la crescita delle piante e, di conseguenza, per il sequestro del carbonio atmosferico all'interno della biomassa. Inoltre, in ottica dei cambiamenti climatici, potrebbero rivestire un ruolo determinante le dinamiche connesse alle specie che condividono un rapporto di simbiosi con le piante (le micorrize). Come evidenziato da numerosi studi condotti negli ultimi anni, in presenza di elevata concentrazione di CO2 atmosferica e bassa disponibilità di nutrienti nel suolo, le piante possono allocare nelle radici fino al 30% della produttività primaria netta annuale allo scopo di incrementare il flusso di carbonio da destinare ai simbionti in cambio dei nutrienti presenti nel suolo. Quindi, investigare gli effetti delle alterazioni del clima sui cicli biogeochimici nel suolo è fondamentale per comprendere le risposte che le foreste sono in grado di fornire ai cambiamenti climatici, specialmente in base a scenari di lungo periodo. In tal senso, diventa imprescindibile la simulazione dei processi attraverso i modelli matematici. Tuttavia, un medesimo processo può essere simulato sulla base di differenti ipotesi ed assunzioni, quindi, attraverso un ventaglio di opzioni che diventa fonte di incertezza nella riproduzione del processo e con inevitabili ripercussioni sulle stime dei modelli dei feedback foresta-clima. Allo scopo di quantificare l'incertezza nella simulazione dei principali cicli biogeochimici nei suoli forestali, è in corso un'analisi sui processi relativi alla decomposizione della sostanza organica, alla mineralizzazione dell'azoto e agli effetti della temperatura e dell'umidità del suolo sulla decomposizione. L'obiettivo consiste nell'investigare le principali fonti di incertezza (incertezza strutturale, incertezza legata ai parametri e incertezza connessa agli scenari climatici) sulla base dei principali approcci implementati nei modelli forestali esistenti o attuali per la simulazione di tali processi. Considerando che i processi analizzati sono connessi gli uni agli altri, l'analisi prevede la combinazione dei diversi approcci allo scopo di valutare la propagazione dell'incertezza attraverso i processi. L'analisi d'incertezza permetterà di fornire risposta ai seguenti quesiti: quanto risulta ampia l'incertezza nella simulazione dei processi chiave di carbonio e azoto nel suolo e quanto incide sulle stime dei modelli degli stock di carbonio nel suolo e del rilascio di CO2? Quanto incidono le dinamiche relative alle micorrize sull'incertezza?