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Le foreste tropicali sono i polmoni del pianeta. Esse assorbono grandi quantità di anidride carbonica, ospitano la più grande varietà al mondo di piante e animali e danno lavoro a milioni di persone. E questi ecosistemi caldi – spesso un mosaico di alberi e praterie – vengono profondamente alterati dal disboscamento e da altri cambiamenti nell’uso del suolo.

Ora, un team di scienziati ha fatto una scoperta fondamentale su come gli incendi ai margini di queste foreste controllano la loro forma e stabilità. Il loro studio implica che quando le macchie di foresta tropicale perdono la loro forma naturale potrebbe contribuire alla trasformazione improvvisa, anche catastrofica, di quella macchia verde.

Le nuove conoscenze potrebbero contribuire a proteggere le foreste tropicali e consentire ai gestori del territorio di costruire nuovi strumenti per prevedere la stabilità delle singole aree forestali e delle foreste su scala regionale.

Lo studio è stato pubblicato il 26 marzo sulla rivista Ecology Letters.

Utilizzando dati satellitari ad alta risoluzione provenienti da foreste protette nella regione della savana del Cerrado brasiliano, gli scienziati hanno scoperto che la forma di queste foreste naturali segue una relazione matematica prevedibile tra il perimetro di una foresta e la sua area, indipendentemente dalla sua regione climatica o le sue dimensioni. La chiamano “legge di potenza 3/4” e significa che le foreste tendono tutte a forme che non sono né nette come una linea, né rotonde e lisce come un cerchio. “Se una foresta potesse crescere facilmente in tutte le direzioni, ci aspetteremmo un cerchio”, dice Laurent Hébert-Dufresne, un informatico dell’Università del Vermont che è l’autore principale del nuovo studio, “ma quello che vediamo in realtà è più dendritico, un po’ come un polpo o un cerchio deformato”.

Il team di sei scienziati – tra cui modellisti, ecologisti e fisici dell’UVM, del Santa Fe Institute, di Stanford, dell’Università di Boston, di Princeton e dell’Università di Washington – dimostra che la legge dei 3/4 si applica a piccoli frammenti di foresta non molto più grandi di un campo da basket fino a grandi aree forestali che coprono decine di miglia quadrate.

Gli incendi, che bruciano facilmente nelle praterie che circondano le foreste, sono in costante “battaglia” con la crescita espansiva delle foreste verso le praterie. Questa interazione al limite tra erba e foresta crea macchie forestali che convergono su una forma allo stato stazionario.

I risultati del modello ipotetico studiato hanno trovato corrispondenza nei risultati osservati nelle foreste reali del Brasile. Il destino delle aree forestali nel tempo, sia che si espandano o si contraggano, è determinato dalla loro forma iniziale. Le foreste con perimetri controllati (da incedi causati dall’uomo) tenderanno a scomparire in praterie o frammentarsi in piccolissime macchie.

Ciò significa che questa relazione tra il perimetro di un bosco e la sua area può aiutare a prevedere la stabilità delle singole aree forestali.

“Facendo un passo indietro e considerando la scala macro – non osservando la forma di ogni patch, ma, invece, allo stato dell’intero sistema – il modello suggerisce che il collasso dalla foresta alle praterie può essere drammatico”, afferma Andrew Berdahl, ricercatore presso il Santa Fe Institute e l’autore senior dello studio. “Questi effetti locali su piccola scala – crescita del perimetro e bruciatura dei bordi – possono portare a una transizione critica attraverso un’intera regione forestale tra uno stato dominato dalla foresta e uno stato dominato dall’erba”. E una volta che vaste aree boschive passano all’erba, può essere difficile recuperare le foreste. “È come scendere da una scogliera”, dice Berdahl. “Non puoi semplicemente fare un passo indietro”.

Gli ecologi hanno storicamente osservato gli elementi all’interno di una foresta per comprenderne le condizioni, spesso concentrandosi sulle piante e sugli animali, ma c’è stata poca esplorazione della geometria delle foreste e di come questo potrebbe essere importante. Il nuovo studio mostra un ruolo importante per il fuoco che guida la forma delle foreste tropicali del Brasile, “e ora vorremmo vedere se questo schema è vero in altre parti del mondo”.