Emissioni di protossido di azoto e metano dai suoli in usi del territorio contrastanti nella savana sudanese dell'Africa occidentale

Perché i suoli dell’Africa occidentale sono importanti per il clima

L’aria che respiriamo è influenzata non solo da fabbriche e automobili, ma anche da ciò che avviene silenziosamente sotto i nostri piedi. Nella savana sudanese dell’Africa occidentale, agricoltori, pastori e guardiaparco gestiscono il territorio in modi molto diversi — dalle foreste protette alle risaie. Questo studio indaga come queste scelte modifichino la quantità di due potenti gas serra, metano e protossido di azoto, che fuoriescono dal suolo verso l’atmosfera. Comprendere questi scambi invisibili può aiutare a orientare pratiche agricole e di conservazione che nutrano le comunità limitando al contempo l’impatto sul clima.

Quattro paesaggi vicini, quattro storie diverse

I ricercatori si sono concentrati su quattro usi tipici del territorio nel nord del Ghana: una foresta di savana protetta, un pascolo brucato, un campo coltivato misto e una risaia pluviale in una zona deposta. Tutti e quattro i siti si trovano nella stessa zona climatica, con una singola stagione delle piogge da maggio a ottobre. Ciò ha reso possibile confrontare come il solo uso del suolo influenzi le emissioni di gas serra. Nel corso di due stagioni delle piogge (2023 e 2024), il team ha visitato ogni sito settimanalmente e ha utilizzato camere chiuse — piccole scatole posate sul terreno — per intrappolare e misurare i gas che emergono dal suolo. Contemporaneamente hanno registrato umidità e temperatura del suolo e analizzato campioni di terreno per contenuto di carbonio e azoto.

Le risaie come punti caldi, le foreste come alleate silenziose

Le misure hanno rivelato contrasti marcati nel metano, un gas che intrappola molto più calore per molecola rispetto al biossido di carbonio. La risaia ha rilasciato di gran lunga più metano durante ogni stagione, soprattutto verso la fine delle piogge quando il suolo restava saturo. In questo ambiente allagato l’ossigeno scarseggia nel suolo e i microrganismi passano a produrre metano, che poi fuoriesce verso l’alto. All’estremità opposta dello spettro, la riserva forestale ha generalmente agito come un pozzo di metano: il suo suolo ben aerato ha effettivamente consumato più metano dall’aria di quanto ne abbia emesso. Il pascolo brucato tendeva a essere una modesta fonte di metano, mentre il terreno coltivato arato si è mantenuto vicino alla neutralità o leggermente assorbente di metano, probabilmente perché l’aratura e altre perturbazioni frammentano il suolo e riducono le sacche stabili a bassa ossigenazione dove prosperano i microrganismi metanogenici.

Un altro gas con un impatto meno vistoso ma serio

Il protossido di azoto ha raccontato una storia più sfumata. Tutti e quattro i siti, dalla foresta alla risaia, sono stati complessivamente sorgenti di questo gas, ma le quantità erano piccole e sorprendentemente simili da un luogo all’altro e da un anno all’altro. Il protossido di azoto deriva dall’attività microbica del suolo durante la trasformazione dell’azoto, in particolare quando fertilizzanti o letame aggiungono nutrienti. In questa regione, tuttavia, i livelli di azoto nel suolo erano generalmente bassi e l’uso di fertilizzanti moderato, il che sembra limitare la produzione di protossido di azoto. Raffiche di pioggia all’inizio della stagione umida talvolta hanno innescato picchi di breve durata quando suoli a lungo asciutti si sono improvvisamente reidratati, ma questi impulsi non hanno prodotto grandi differenze stagionali tra gli usi del suolo.

Acqua e calore come controllori nascosti

Confrontando le misure dei gas con le condizioni del suolo, i ricercatori hanno potuto individuare quali fattori ambientali contassero di più. Per il metano, il contenuto d’acqua del suolo è emerso come controllo chiave, specialmente nella risaia e nel pascolo. Man mano che i suoli diventavano più umidi durante la stagione delle piogge, le emissioni di metano aumentavano generalmente, fino al punto in cui una saturazione prolungata permetteva una forte produzione. La temperatura del suolo ha giocato anch’essa un ruolo, ma in senso opposto: suoli più caldi tendevano a ridurre l’assorbimento di metano nei siti più secchi e ad amplificare le emissioni in quelli più umidi. Al contrario, i flussi di protossido di azoto hanno mostrato solo deboli legami con l’umidità o la temperatura del suolo, rafforzando l’idea che sia la limitata disponibilità di azoto, più che il clima da solo, a contenere le emissioni.

Cosa significa per agricoltura e foreste

Per un non specialista, il messaggio chiave è che la stessa pioggia che cade su tipi diversi di campi può portare a impatti climatici molto diversi. In questa parte dell’Africa occidentale, le risaie pluviali sono fonti importanti di metano, mentre le foreste di savana intatte rimuovono silenziosamente parte del metano dall’aria. Pascoli e campi coltivati stanno nel mezzo, contribuendo con quantità minori di metano ma rilasciando comunque protossido di azoto. Sebbene il protossido di azoto sia emesso in quantità ridotte, è estremamente potente, quindi anche perdite modeste da suoli poveri di azoto contano quando vengono convertite in equivalenti di CO2. Lo studio suggerisce che proteggere le foreste, gestire con cura l’acqua nelle risaie e evitare inutili degradi del suolo potrebbero tutti contribuire a limitare le emissioni di gas serra dalla savana sudanese, mantenendo al contempo la produzione alimentare e i mezzi di sussistenza.

Citazione: Oussou, F.E., Kiese, R., Sy, S. et al. Soil nitrous oxide and methane emissions in contrasting land use of the West African Sudanian savanna. Sci Rep 16, 11398 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36221-x

Parole chiave: suoli delle savane, emissioni di metano, protossido di azoto, agricoltura dell'Africa occidentale, cambiamento di uso del suolo