Variazioni specifiche per componente della respirazione del suolo e della sua sensibilità alla temperatura dopo la conversione di foreste naturali

Perché i cambiamenti sotto le foreste contano

Quando una foresta viene disboscata o ripiantata, il cambiamento più visibile è l’assenza degli alberi. Meno evidenti sono però le trasformazioni nel buio del suolo sottostante, dove radici e microrganismi emettono continuamente anidride carbonica. Questa attività nascosta, chiamata respirazione del suolo, è una componente importante del ciclo del carbonio del pianeta. Capire come reagisce quando le foreste naturali vengono trasformate in campagne, pascoli o piantagioni ci aiuta a valutare come le scelte d’uso del suolo influenzino il clima su decenni.

Il suolo che respira e da dove viene il carbonio

Il suolo rilascia anidride carbonica in due modi principali. Le radici delle piante usano energia e ossigeno e, così facendo, rilasciano carbonio, mentre innumerevoli microrganismi degradano foglie morte e materia organica, producendo anch’essi anidride carbonica. Lo studio ha raccolto risultati da 452 misure abbinate in 164 siti di campo in tutto il mondo, confrontando sempre foreste naturali con aree convertite vicine con clima simile. Ciò ha permesso agli autori di separare la quota radicale della respirazione del suolo da quella microbica e di osservare come ciascuna risponda alla sostituzione delle foreste naturali.

Cosa succede quando le foreste diventano campi o pascoli

Su tutti i siti, la respirazione totale del suolo è stata in media circa il 7% più bassa dopo la conversione delle foreste naturali. Gran parte di questo calo proveniva dall’attività radicale, che è diminuita di oltre un quarto, riflettendo la perdita di radici vive quando gli alberi vengono rimossi. La respirazione microbica, al contrario, non ha mostrato un cambiamento globale coerente, sebbene sia diminuita molto in alcune terre coltivate. Il tipo di nuovo uso del suolo ha avuto grande importanza. Convertire le foreste in terre agricole o pascoli ha ridotto maggiormente la respirazione del suolo, mentre il passaggio a foreste secondarie o piantagioni tendeva a lasciare la respirazione totale più vicina a quella delle foreste intatte.

Come il calore modifica la respirazione del suolo nel tempo

La respirazione del suolo accelera con l’aumento della temperatura, e gli scienziati descrivono spesso questo fenomeno con un indice che mostra quanto aumenta la respirazione per ogni 10 gradi Celsius di riscaldamento. Lo studio ha trovato che, complessivamente, questa sensibilità alla temperatura non cambia molto se si considerano insieme tutti i tipi di conversione. Ma le conversioni in agricoltura e pascolo si distinguono chiaramente, mostrando una maggiore sensibilità alla temperatura, specialmente per l’attività microbica. In questi sistemi, gli apporti di carbonio dal vegetale sono ridotti e la materia organica residua è più difficile da degradare, così i microrganismi rispondono più intensamente al riscaldamento. Allo stesso tempo, il disboscamento tende in genere a riscaldare il suolo, compensando in parte la perdita di carbonio dovuta alla minore attività radicale.

Shock a breve termine e recupero a lungo termine

I cambiamenti dopo la conversione forestale non sono stati permanenti. Subito dopo la conversione, la respirazione del suolo è diminuita di circa un decimo, mentre la sua sensibilità alla temperatura è aumentata, facendo sì che la “respirazione” del suolo diventasse più reattiva al riscaldamento. Queste variazioni sono durate per circa 30 anni. Dopo tale periodo, la respirazione del suolo si è lentamente ripresa e, intorno ai 50 anni, è risultata statisticamente simile a quella delle foreste vicine, mentre la sensibilità alla temperatura è tornata ai livelli precedenti dopo circa 40 anni. Il recupero è stato guidato principalmente dal ritorno delle radici con la ricolonizzazione della vegetazione, mentre la respirazione microbica è sembrata essere influenzata in direzioni opposte dalla perdita di carbonio del suolo e dal riscaldamento del suolo stesso.

Caratteristiche del suolo che modellano la risposta

Gli autori hanno usato modelli statistici per testare quali fattori ambientali spiegassero meglio le risposte variabili osservate. La perdita di carbonio organico del suolo e l’aumento della temperatura del suolo sono stati i fattori più forti nel guidare i cambiamenti nella respirazione totale del suolo. La sensibilità alla temperatura, invece, dipendeva maggiormente dalle proprietà iniziali del suolo. I suoli con meno argilla e pH più elevato mostravano aumenti maggiori nella sensibilità alla temperatura, probabilmente perché la loro materia organica è meno protetta fisicamente e le loro comunità microbiche sono più dominate da batteri, che tendono a reagire più intensamente al riscaldamento.

Cosa significa per la riflessione sul clima

Lo studio mostra che trasformare le foreste naturali in altri usi del suolo provoca effetti complessi ma prevedibili sul modo in cui i suoli immagazzinano e rilasciano carbonio. Nei primi decenni dopo la conversione, i suoli in genere respirano meno nel complesso ma diventano più sensibili alla temperatura, soprattutto in terre agricole e pascoli. Col tempo, la respirazione del suolo e la sua sensibilità al riscaldamento tendono a tornare verso livelli simili a quelli delle foreste, in particolare con il ritorno della vegetazione. Poiché questi schemi dipendono dal tipo di uso del suolo e dalle condizioni locali del suolo, gli autori sostengono che i modelli climatici dovrebbero trattare la respirazione del suolo e la sua risposta alla temperatura come variabili e specifiche per componente piuttosto che come numeri fissi. Così si otterrà un quadro più chiaro di come le scelte d’uso del suolo odierne plasmeranno il carbonio e il clima in futuro.

Citazione: Fan, R., Li, X., Fang, C. et al. Component-specific shifts in soil respiration and its temperature sensitivity following natural forest conversion. Commun Earth Environ 7, 459 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03449-4

Parole chiave: respirazione del suolo, conversione forestale, cambiamento d’uso del suolo, carbonio del suolo, sensibilità alla temperatura