L’aria e il riscaldamento del suolo hanno effetti diversi sulla conservazione della materia organica del suolo

Perché i suoli più caldi contano per il nostro futuro

La maggior parte del carbonio del pianeta non si trova negli alberi o nell’atmosfera, ma è intrappolata nei suoli. Con il riscaldamento del pianeta, sia l’aria sopra di noi sia il terreno sotto i nostri piedi si riscaldano, e questo può modificare la quantità di carbonio che i suoli immagazzinano. Questo studio pone una domanda semplice ma cruciale per il clima: aria più calda e suolo più caldo influenzano questa banca nascosta di carbonio nello stesso modo, o la spingono in direzioni diverse?

Due tipi di riscaldamento, due storie diverse

Gli autori hanno riunito i risultati di 327 esperimenti sul campo condotti in tutto il mondo che hanno riscaldato intenzionalmente gli ecosistemi, e li hanno combinati con un modello numerico dettagliato dei processi terrestri. Gli esperimenti hanno usato diversi strumenti per riscaldare l’ambiente: camere aperte in cima (open top chambers) riscaldavano principalmente l’aria intorno alle piante, cavi riscaldanti riscaldavano soprattutto il suolo, e riscaldatori a infrarossi interessavano entrambi. Considerando tutti i siti insieme, il riscaldamento in media ha modificato di poco il carbonio organico del suolo, la frazione scura e ricca di carbonio nei suoli. Ma quando il team ha separato i dati per metodo di riscaldamento è emerso un modello. Il riscaldamento dell’aria tendeva a lasciare il carbonio del suolo invariato, mentre il riscaldamento diretto del suolo più spesso portava a perdite del carbonio immagazzinato.

Come l’aria calda penetra nel terreno

Con il loro modello, i ricercatori hanno esplorato perché riscaldamento dell’aria e del suolo divergono. Hanno scoperto che aumentare la temperatura dell’aria non si traduce sempre in un riscaldamento altrettanto intenso del suolo. Quanto calore extra raggiunge il terreno dipende da come l’energia entrante si ripartisce tra il riscaldamento dell’aria e l’evaporazione dell’acqua. Nei luoghi più umidi, più calore va nell’evaporazione, quindi il suolo si riscalda meno. Nei luoghi più secchi, più calore va nel riscaldamento sensibile, quindi il suolo si riscalda di più. Il riscaldamento dell’intero ecosistema, dove aria e suolo vengono riscaldati insieme, ha prodotto prevedibilmente l’aumento maggiore della temperatura del suolo ma ha comunque mostrato ampia variabilità tra i climi.

Piante, acqua e microrganismi in un clima che cambia

Il modello ha anche seguito come rispondono la crescita delle piante e i microrganismi del suolo. La produzione primaria netta, una misura di quanto carbonio le piante sottraggono all’atmosfera e aggiungono al terreno, è cambiata in direzioni diverse a seconda dei siti. Nelle regioni fredde e a bassa energia, il riscaldamento spesso ha stimolato la crescita vegetale prolungando la stagione di crescita. Nelle regioni già calde, il calore extra ha portato le piante oltre la loro zona di comfort e ha aumentato i loro costi respiratori, quindi la crescita tendeva a diminuire. Il riscaldamento diretto del suolo ha avuto scarso impatto sulla crescita delle piante ma ha accelerato la decomposizione microbica del carbonio del suolo, portando a perdite costanti dalla banca di carbonio del suolo.

Quando i suoli più secchi rallentano la decomposizione

Il riscaldamento dell’aria ha avuto un effetto più complesso perché ha modificato sia l’umidità del suolo sia la temperatura. L’aria più calda aumenta la domanda di acqua, prosciugando i suoli in molti siti. I suoli più secchi stressano le piante e riducono i loro apporti di carbonio al terreno, il che normalmente significa meno carbonio immagazzinato nel suolo. Eppure lo stesso essiccamento rende la vita più difficile per i microrganismi del suolo, che hanno bisogno d’acqua per decomporre la materia organica. In alcune simulazioni, questo stress idrico ha rallentato così tanto l’attività microbica che il carbonio del suolo è rimasto stabile o è persino aumentato nonostante la minore crescita delle piante. Dove il riscaldamento ha aumentato soprattutto la temperatura senza forte essiccamento, la decomposizione accelerata ha prevalso e i suoli hanno perso carbonio.

Cosa significa per le previsioni climatiche

Lo studio conclude che il riscaldamento dell’aria e del suolo trascinano il carbonio del suolo in modi diversi, e l’equilibrio tra questi effetti varia in base al clima e alle condizioni di umidità. Il riscaldamento diretto del suolo tende a ridurre il pool di carbonio del suolo accelerando la decomposizione, mentre il riscaldamento dell’aria può sia erodere sia proteggere il carbonio del suolo a seconda di come altera la crescita delle piante e la bagnatura del suolo. Ciò significa che aggregare tutti gli esperimenti di riscaldamento, o ignorare quanto i suoli si asciughino, può fuorviare le proiezioni climatiche. Per prevedere meglio quanto carbonio i suoli rilasceranno in un mondo più caldo, gli scienziati devono catturare sia gli effetti separati sia quelli combinati del riscaldamento dell’aria e del suolo, e come microrganismi e piante si adattano ai cambiamenti di acqua e calore.

Citazione: Luo, Z., Ren, J. & Fatichi, S. Air and soil warming have different effects on soil organic carbon storage. Commun Earth Environ 7, 394 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03367-5

Parole chiave: carbonio nel suolo, riscaldamento climatico, umidità del suolo, esperimenti sugli ecosistemi, ciclo del carbonio