L’aumento della CO2 atmosferica riduce la disponibilità di azoto nelle foreste boreali

Perché i nutrienti delle foreste ci riguardano tutti

Le foreste sono spesso celebrate per la loro capacità di sottrarre dall’aria l’anidride carbonica che riscalda il pianeta. Ma gli alberi hanno bisogno di più del solo carbonio per crescere. Come le colture nei campi, dipendono anche dai nutrienti nel suolo — in particolare dall’azoto. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice ma dalle implicazioni ampie: con l’aumento continuo della CO2 atmosferica, le foreste boreali settentrionali stanno esaurendo l’azoto e quella carenza potrebbe alla lunga indebolire il loro ruolo di freno ai cambiamenti climatici?

Tracciare la storia negli anelli degli alberi

Per rispondere, i ricercatori si sono rivolti a un archivio insolito: migliaia di carote di legno raccolte nel corso di decenni dall’Inventario Forestale Nazionale svedese. Ogni carota è un cilindro stretto perforato dal tronco, che conserva gli anelli che registrano la crescita anno per anno. Il team ha analizzato più di 1.600 carote di due specie boreali comuni — pino silvestre e abete rosso — provenienti da foreste in tutta la Svezia dal 1950 agli anni 2010. Invece di misurare solo la crescita, si sono concentrati su un’impronta chimica nel legno, il rapporto tra due forme di azoto. Questo rapporto, espresso come δ15N, varia in modo coerente quando l’azoto nell’ecosistema diventa più o meno disponibile, permettendo agli scienziati di ricostruire la storia dello stato dell’azoto nelle foreste per quasi sette decenni.

Un segnale nazionale di diminuzione dell’azoto

La Svezia è particolarmente adatta a districare le forze in gioco. Da nord a sud il paese copre un gradiente quadruplicato di inquinamento da azoto atmosferico, guidato in gran parte da attività umane come la combustione di combustibili fossili e l’uso di fertilizzanti. Per contro, la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera è quasi uniforme in tutta la regione. Se il declino dell’azoto nelle foreste fosse dovuto principalmente ai cambiamenti nell’inquinamento da azoto, le tendenze del δ15N dovrebbero differire nettamente tra le aree fortemente e debolmente inquinate. Invece, i ricercatori hanno riscontrato che il δ15N negli anelli è diminuito nel tempo in tutte e quattro le regioni svedesi, compreso l’estremo nord dove il deposito di azoto è sempre stato molto basso e relativamente stabile. Questo spostamento diffuso verso il basso indica un fattore che agisce ovunque insieme — l’aumento della CO2 — piuttosto che i soli cambiamenti locali dell’inquinamento.

Mettere alla prova spiegazioni alternative

Per approfondire le cause in modo più rigoroso, il team ha utilizzato modelli statistici che mettevano in relazione il δ15N degli anelli con diversi fattori ambientali: anidride carbonica atmosferica, misure diverse di deposizione di azoto, temperatura e struttura della foresta. In molte varianti di modello, la CO2 è emersa costantemente come il predittore più forte del δ15N, con una relazione chiaramente negativa: all’aumentare della CO2, il δ15N nel legno diminuiva. La deposizione di azoto e la temperatura hanno avuto ruoli rilevabili, ma la loro influenza è risultata molto più debole. In particolare, un’ipotesi basata sullo spostamento tra diverse forme chimiche dell’azoto atmosferico — ammonio contro nitrato — non è stata supportata dai dati. Questi risultati rafforzano l’idea che l’aumento della CO2 stia direttamente irrigidendo il ciclo dell’azoto nelle foreste boreali, piuttosto che limitarsi a mascherare gli effetti delle leggi per l’aria più pulita.

Come più carbonio può significare meno azoto

Lo studio ha anche esaminato come i cambiamenti nella crescita forestale si relazionano allo stato dell’azoto. I dati dell’inventario nazionale mostrano che le foreste svedesi di pino e abete hanno incrementato la crescita sin dagli anni Cinquanta, accumulando più legno ogni anno. Quando gli autori hanno confrontato queste tendenze di crescita con il δ15N, hanno trovato che i popolamenti con gli aumenti di crescita più marcati tendevano a mostrare i cali maggiori di δ15N, coerente con l’idea della “limitazione progressiva dell’azoto”. In termini pratici, l’aumento di anidride carbonica agisce come un fertilizzante temporaneo per la fotosintesi, incoraggiando gli alberi a crescere e a richiedere più azoto. Col tempo questa maggiore domanda può superare l’azoto che diventa naturalmente disponibile nel suolo. Gli alberi possono rispondere investendo più zuccheri nei loro partner radicali — i funghi micorrizici — che li aiutano a estrarre azoto organico da riserve più profonde o più resistenti. Questa strategia mantiene la crescita per un po’, ma fissa anche più azoto nella biomassa e nei tessuti fungini, riducendo la quantità disponibile nel suolo e nei corsi d’acqua.

Cosa significa per il futuro climatico

Poiché le foreste boreali contengono una quota sproporzionata del carbonio terrestre mondiale, la loro risposta a lungo termine all’aumento della CO2 determinerà quanto delle nostre emissioni rimarrà in atmosfera. Questa ricerca mostra che, con la salita della CO2, l’azoto in queste foreste sta diventando silenziosamente più scarso, anche in luoghi lontani dall’inquinamento industriale. Gli autori concludono che la diminuzione della disponibilità di azoto — segnalata dal calo del δ15N negli anelli degli alberi — limiterà sempre più quanto carbonio aggiuntivo le foreste boreali potranno assorbire. Per il pubblico non tecnico, il messaggio è semplice: non possiamo fare affidamento sulle foreste settentrionali per assorbire sempre più delle nostre emissioni. Il loro boom di crescita sotto livelli più alti di CO2 ha un costo nascosto in termini di nutrienti, rendendo ancora più urgente ridurre le emissioni di gas serra alla fonte piuttosto che contare solo sulle foreste per salvarci.

Citazione: Bassett, K.R., Hupperts, S.F., Jämtgård, S. et al. Rising atmospheric CO₂ reduces nitrogen availability in boreal forests. Nature 650, 629–635 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-10039-5

Parole chiave: foreste boreali, anidride carbonica, limitazione dell’azoto, anelli degli alberi, ciclo globale del carbonio