Abstract

Una nuova ipotesi suggerisce che la copertura forestale svolge un ruolo molto maggiore nel determinare le precipitazioni di quanto precedentemente riconosciuto. Spiega come le regioni boschive generano flussi su larga scala nel vapore acqueo atmosferico. Sotto questa ipotesi, le precipitazioni elevate si verificano negli interni continentali come i bacini del Rio delle Amazzoni e del Congo solo a causa della copertura forestale quasi continua dall’interno alla costa. Il meccanismo sottostante enfatizza il ruolo dell’evaporazione e della condensazione nel generare differenze di pressione atmosferica e spiega diversi fenomeni trascurati dai modelli esistenti. Suggerisce che anche la perdita localizzata della foresta può a volte capovolgere un continente umido in condizioni aride. Se sopravvive al controllo, questa ipotesi trasformerà il modo in cui consideriamo la perdita delle foreste, il cambiamento climatico, l’idrologia e i servizi ambientali. Offre nuove linee di indagine in macroecologia ed ecologia del paesaggio, idrologia, restauro forestale e paleoclimi. Fornisce anche una nuova motivazione convincente per la conservazione delle foreste.

La vita dipende dal ciclo idrologico della Terra, in particolare dai processi che trasportano l’umidità dagli oceani alla terra. Il ruolo della vegetazione rimane controverso. La popolazione locale in molte regioni parzialmente boschive ritiene che le foreste “attraggano” la pioggia, mentre la maggior parte degli esperti climatici moderni non sarebbe d’accordo. Ma una nuova ipotesi suggerisce che la popolazione locale potrebbe essere corretta.

I sistemi idrologici del mondo stanno cambiando rapidamente. La sicurezza alimentare in molte regioni è fortemente minacciata dal cambiamento dei modelli di pioggia (Lobell et al. 2008). Nel frattempo, la deforestazione ha già ridotto i flussi di vapore derivati dalle foreste di quasi il cinque per cento (si stima che 3000 chilometri cubi all’anno su un totale di derivazione terrestre globale di 67.000 km3), con pochi segni di rallentamento (Gordon et al. 2005). La necessità di capire come la copertura vegetale influenza il clima non è mai stata più urgente.

Makarieva e Gorshkov hanno sviluppato un’ipotesi per spiegare come le foreste attraggano l’aria umida e come le regioni continentali come il bacino amazzonico rimangano umide (Makarieva et al. 2006, Makarieva e Gorshkov 2007, e discussioni online associate; di seguito, collettivamente “Makarieva e Gorshkov”). Le implicazioni sono sostanziali. I modelli convenzionali in genere prevedono un calo” moderato ” del 20-30% delle precipitazioni dopo la deforestazione su scala continentale (Bonan 2008). Al contrario, Makarieva e Gorshkov suggeriscono che anche la radura relativamente localizzata potrebbe in ultima analisi passare interi climi continentali da umidi ad aridi, con precipitazioni in calo di oltre il 95% all’interno.

Mentre le pubblicazioni di Makarieva e Gorshkov sono tecniche, dettagliando la fisica dietro la loro ipotesi, spieghiamo le idee di base e il loro significato per un pubblico più ampio. Iniziamo notando perché le idee sono credibili e merito avviso. Riassumiamo quindi la comprensione convenzionale delle interazioni foresta-clima e le proposte di Makarieva e Gorshkov. Ci concentriamo sulle foreste tropicali. Dopo aver esaminato ciò che rende speciali queste foreste, consideriamo varie implicazioni e opportunità di ricerca relative all’ipotesi di Makarieva e Gorshkov. Infine, sottolineiamo l’importanza di queste idee per la conservazione delle foreste.

Credibile

Nonostante la considerevole ricerca, i meccanismi che determinano il clima globale rimangono poco conosciuti. Qualsiasi sintesi di consenso sulla fisica del clima deve spendere più parole sul dettaglio delle incertezze che sui fatti (ad esempio, IPCC 2007). Nonostante i progressi riconosciuti negli ultimi decenni, non tutte le intuizioni chiave sono immediatamente notate tra le migliaia di articoli pubblicati. Il lavoro di Makarieva e Gorshkov, che si concentra sulle equazioni del comportamento atmosferico, sembra essere stato ingiustamente ignorato. La nostra valutazione, così come quella dei colleghi esperti con i quali ci siamo consultati, è che l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov è interessante e importante. Ora deve essere esaminato e valutato.

Comprensione convenzionale

La deforestazione è stata implicata come contributo al declino delle precipitazioni in varie regioni (tra cui il Sahel, l’Africa occidentale, il Camerun, l’Amazzonia centrale e l’India), nonché all’indebolimento dei monsoni (Fu et al. 2002, Gianni et al. 2003, Malhi e Wright 2005). Ma i collegamenti rimangono incerti.

Le osservazioni suggeriscono che la deforestazione estesa spesso riduce la formazione di nubi e le precipitazioni e accentua la stagionalità (Bonan 2008). Le radure forestali possono causare una “brezza di vegetazione” distinta, guidata dalla convezione, in cui l’aria umida viene estratta dalla foresta (Laurance 2005). Si pensa che la turbolenza atmosferica derivante dalla rugosità della chioma e dalla convezione guidata dalla temperatura spieghi l’aumento localizzato delle precipitazioni a volte associato alla copertura forestale frammentata (Bonan 2008).

Poiché le opportunità per le indagini sperimentali sono limitate, i ricercatori sul clima si affidano molto ai modelli di simulazione per migliorare la loro comprensione. La maggior parte dei modelli moderni implica un calo locale delle precipitazioni dopo la deforestazione, insieme agli impatti climatici regionali e persino intercontinentali (Bonan 2008). Per i modellatori climatici, i cambiamenti chiave associati alla deforestazione sono l’indice di superficie fogliare ridotto, la profondità di radicazione, la rugosità della chioma e la lunghezza della rugosità (misure che influenzano il flusso d’aria) e una maggiore albedo (riflettività). Ma questi cambiamenti, le loro interazioni e influenze, e la loro dipendenza da contesti e scale sono compresi solo in termini generali. Rimangono molte incertezze, in particolare sull’influenza dell’evaporazione, della convezione, dello sviluppo delle nuvole e degli aerosol e della copertura del suolo, e su come i cambiamenti nella copertura nuvolosa si traducono in cambiamenti nelle precipitazioni (IPCC 2007).

Riciclaggio

L’umidità atmosferica proviene dall’evaporazione oceanica e terrestre. La pioggia derivata da fonti terrestri e che contribuisce alle precipitazioni locali è definita ” riciclata.”Le spiegazioni convenzionali degli interni continentali bagnati enfatizzano tale riciclaggio-ma i numeri si sommano?

La percentuale di pioggia riciclata, una misura dipendente dall’estensione dell’area considerata, mostra poca differenza consistente tra regioni umide e secche: si stima dal 25 al 60% in Amazzonia (ad esempio, Marengo 2005), 28% nella regione del Nilo (Mohamed et al. 2005), più del 50 per cento per la pioggia estiva nel midwest degli Stati Uniti (Bosilovich e Schubert 2002), e più del 90 per cento per il Sahel (Savenije 1995). Ciò che lascia perplessi sulle regioni umide non è la percentuale di riciclaggio, ma la questione di cosa spinge i flussi interni di umidità atmosferica necessari per sostituire ciò che scorre attraverso i fiumi (Savenije 1996).

La teoria convenzionale non offre una chiara spiegazione di come le pianure piatte negli interni continentali mantengano climi umidi. Makarieva e Gorshkov mostrano che se si applicano solo” meccanismi convenzionali ” (incluso il riciclaggio), le precipitazioni dovrebbero diminuire esponenzialmente con la distanza dagli oceani. I ricercatori hanno precedentemente perplesso su un meccanismo mancante per tenere conto dei modelli di precipitazione osservati (Eltahir 1998). L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov offre una soluzione elegante: la chiamano “pompa”.”

Una pompa di umidità atmosferica

I gradienti di pressione determinati dalla temperatura e dalla convezione sono considerati i principali motori dei flussi d’aria nella scienza meteorologica convenzionale. Makarieva e Gorshkov sostengono che l’importanza dell’evaporazione e della condensazione è stata trascurata.

Makarieva e Gorshkov richiamano l’attenzione sul fatto che in condizioni atmosferiche tipiche, la pressione parziale del vapore acqueo vicino alla superficie terrestre supera di gran lunga il peso dell’acqua trattenuta nell’atmosfera sopra di essa. Sostengono che questo squilibrio può generare potenti flussi d’aria. La forza deriva dal modo in cui la temperatura e la pressione diminuiscono con l’altitudine nella troposfera (bassa atmosfera). Quando il calo verticale della temperatura (il” tasso di lapse”) è inferiore al valore critico di 1.2 gradi Celsius (°C) per km, l’acqua atmosferica può rimanere statica e allo stato gassoso. Ma il tasso di intervallo medio globale è superiore a 6°C per km. A questi tassi più elevati, il vapore acqueo aumenta e si condensa. La riduzione del volume atmosferico che si verifica durante questo cambiamento di fase gas-liquido provoca una riduzione della pressione dell’aria. Questo calo di pressione è stato abitualmente trascurato.

Le correnti d’aria vicino alla superficie terrestre scorrono dove la pressione è più bassa. Secondo Makarieva e Gorshkov, queste sono le aree che possiedono i più alti tassi di evaporazione. Nei climi equatoriali, le foreste mantengono tassi di evaporazione più elevati rispetto ad altri tipi di copertura, comprese le acque libere. Pertanto, le foreste aspirano aria umida da altrove; maggiore è la superficie forestale, maggiori sono i volumi di aria umida aspirata (vedi figura 1). Questa umidità aggiuntiva aumenta e si condensa a sua volta, generando un feedback positivo in cui gran parte dell’acqua che si condensa come nuvole sulle aree umide viene aspirata da altrove. I driver (radiazione solare) e i concetti e le relazioni termodinamiche di base sono gli stessi dei modelli convenzionali, quindi la maggior parte dei comportamenti sono identici—la differenza sta nel modo in cui viene incorporata la condensazione.

Le stime di Makarieva e Gorshkov, incorporando variazioni di volume dalla condensazione, implicano che quando la copertura forestale è sufficiente, viene aspirata abbastanza aria umida per mantenere alte precipitazioni all’interno dei continenti. I numeri ora si sommano: così, condensazione offre un meccanismo per spiegare perché precipitazioni continentali non invariabilmente diminuire con la distanza dall ” oceano.

Evaporazione e foreste

Distinguiamo due tipi di evaporazione. La traspirazione è il flusso di evaporazione dall’interno delle piante; le piante determinano questo flusso controllando i loro stomi (pori su foglie e altre superfici). Anche l’evaporazione da superfici bagnate, terreni e acque libere è importante. Quale via contribuisce maggiormente all’evaporazione complessiva dipende dalle condizioni (Calder 2005, Savenije 2004).

Le foreste evaporano più umidità dell’altra vegetazione, in genere superando il flusso dalla copertura erbacea di un fattore 10 (Calder 2005). Le foreste tropicali chiuse evaporano tipicamente più di un metro di acqua all’anno (Gordon et al. 2005). Alcuni evaporano più di due metri (Loescher et al. 2005).

L’evaporazione della foresta beneficia dell’altezza e della rugosità del baldacchino, che porta a flussi d’aria turbolenti. Questo è stato definito “effetto clothesline”, poiché è lo stesso motivo per cui il bucato si asciuga più rapidamente su una linea rispetto a quando viene posato a terra (Calder 2005). Se l’umidità è sufficiente, l’evaporazione della foresta è limitata principalmente dalla radiazione solare e dal tempo (Calder et al. 1986, Savenije 2004). Grandi alberi tropicali possono traspirare diverse centinaia di litri di acqua ogni giorno (Goldstein et al. 1998).

Le riserve idriche sono importanti. Le piante con alti volumi di stelo consentono alla traspirazione di superare l’assorbimento delle radici, poiché le riserve di acqua del gambo sono esaurite di giorno e reintegrate di notte (Goldstein et al. 1998, Sheil 2003). Gli alberi (e le liane forestali) hanno tipicamente radici più profonde di altre piante e possono quindi accedere all’umidità sotterranea durante le siccità (Calder et al. 1986, Nepstad et al. 1994). Molti terreni forestali possiedono una buona infiltrazione d’acqua e proprietà di stoccaggio spesso perse con la deforestazione (Bruijnzeel 2004). Anche la traslocazione verticale dell’acqua del suolo attraverso il profilo del suolo forestale da parte delle radici durante la notte può essere importante (Lee et al. 2005). In alcuni siti-in particolare, foreste nuvolose e foreste soggette a nebbie costiere-abbondanti briofite e fogliame denso contribuiscono ad un’efficiente intercettazione della nebbia e della rugiada (Dietz et al. 2007).

Makarieva e Gorshkov suggeriscono che le foreste possono influenzare quando cade la pioggia. La precipitazione si verifica una volta che l’umidità condensata si è accumulata e la galleggiabilità generata dall’aumento dell’aria umida è abbastanza bassa. Notano che l’evaporazione diminuisce quando le piante chiudono i loro stomi, come spesso accade nella seconda metà della giornata per alleviare lo stress da umidità (Pons and Welschen 2004). Questo declino può aiutare a spiegare perché la maggior parte delle piogge tropicali cade dopo mezzogiorno in molte ambientazioni terrestri (ma non marine) (Nesbitt e Zipser 2003). Questa previsione richiede un’indagine.

Transetti pluviometrici

L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov prevede due tipi di tendenze delle precipitazioni interne da costa a continentali (seguendo un percorso di transetto perpendicolare alle isohyets regionali ; Savenije 1995). Propongono e dimostrano che, indipendentemente dalla posizione e dalla stagionalità, i transetti privi di foresta mostrano una riduzione quasi esponenziale delle precipitazioni annuali con l’aumentare della distanza dalla costa, mentre i transetti ben boschivi non ne mostrano nessuno (figura 2).

I modelli climatici globali possono adattarsi a questi modelli di precipitazioni, ma non li prevedono. Questa è una distinzione importante. Come notano Makarieva e Gorshkov, ” è ampiamente ammesso che la rappresentazione moderna della convezione atmosferica in GCMs è una parametrizzazione, non una teoria.”

Precipitazioni stagionali

Come si applica l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov nei tropici stagionali? Questi climi monsonici passano tra due stati: umido e secco. Questo interruttore è guidato dal ritmo annuale dell’energia solare al di fuori delle regioni equatoriali e dal suo diverso impatto sulla terra e sui mari. Piuttosto che una classica spiegazione basata sulla temperatura, secondo Makarieva e Gorshkov, la commutazione dipende dai flussi di evaporazione relativi. Durante le stagioni di energia solare ridotta, la terra evapora meno umidità rispetto all’acqua aperta (l’evaporazione oceanica rimane sostanziale anche in inverno) e i mari attingono aria dalla terra, portando a una stagione secca (vedi figura 1c). Quando il sole ritorna più forte, l’energia solare è di nuovo sufficiente affinché la terra evapori più umidità rispetto ai mari vicini, causando l’oscillazione delle correnti d’aria che segna i classici monsoni. La commutazione dipende dai feedback positivi coinvolti nel sistema di evaporazione-pioggia.

Non tutti i cambiamenti stagionali nelle precipitazioni tropicali sono simili, tuttavia. Gran parte del Sud America tropicale vive una stagione secca prolungata – ma senza una chiara commutazione delle correnti d’aria che fluiscono da e verso la costa (Zhou e Lau 1998). In particolare, vaste aree di queste foreste rimangono verdi durante la stagione secca accedendo a riserve di umidità del suolo profonde che vengono reintegrate ogni stagione umida (Juarez et al. 2007, Myneni et al. 2007). L’evaporazione della stagione secca risultante non supera completamente l’influenza della pressione dell’aria inferiore in mare, ma secondo Makarieva e Gorshkov, può mantenere la differenza piccola e aumentare la probabilità di pioggia terrestre.

Nell’ipotesi di Makarieva e Gorshkov, le stagioni umide possono iniziare prima se sono precedute da un’elevata evaporazione terrestre e possono iniziare più tardi (o non del tutto) se l’evaporazione è bassa. Questa previsione è coerente con le osservazioni nell’Amazzonia meridionale, dove una grave siccità riduce la capacità della vegetazione di trasparire e ritarda l’inizio della stagione delle piogge (Fu e Li 2004). La perdita della foresta e la diminuzione dell’evaporazione possono quindi ridurre la penetrazione delle piogge monsoniche e ridurre la durata della stagione delle piogge.

Contesti spaziali e stati di commutazione

Le idee di Makarieva e Gorshkov concordano, ma vanno ben oltre, i modelli climatici convenzionali che implicano che i sistemi climatici senza sbocco sul mare, essendo meno tamponati dagli oceani, sono più vulnerabili al cambiamento della copertura terrestre rispetto alle aree costiere (Zhang et al. 1996), mentre la perdita di foreste nelle regioni costiere ha tipicamente un impatto climatico più ampio (van der Molen et al. 2006). Secondo Makarieva e Gorshkov, se la foresta quasi continua necessaria per trasportare l’aria umida dalle coste agli interni continentali viene recisa, il flusso di umidità atmosferica si ferma. Pertanto, la pulizia di una fascia di foresta vicino alla costa può essere sufficiente per asciugare un interno continentale umido. Inoltre, sgombrando abbastanza foresta all’interno della zona forestale più grande può passare il trasporto netto di umidità da oceano a terra a terra a oceano, lasciando eventuali residui di foreste da essiccare. È chiaro che tali rischi devono essere valutati e compresi.

A titolo illustrativo, Makarieva e Gorshkov propongono che un’Australia boscosa sia stata “trasformata” in deserto dai coloni preistorici. La combustione aborigena ha ridotto le foreste costiere, portando all’essiccamento continentale. E ‘ credibile? La giuria rimane fuori. Gli esseri umani sono arrivati in Australia durante l’ultimo periodo glaciale, quando gran parte del mondo era più secco di quanto non sia ora. Certamente l’Australia è stata ben boscosa in passato, ma, poi di nuovo, episodi secchi si sono verificati prima dell’arrivo umano (Morley 2000).

La ricerca di ulteriori prove

In quale altro luogo, a parte i dati del transetto e i tempi dei monsoni, potremmo cercare prove a favore o contro l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov? Presumibilmente, negli interni continentali profondi circondati dalla foresta che scompare il modello sarebbe l’ideale. Sfortunatamente, dove sono disponibili buoni dati a lungo termine sulla pioggia e sulle foreste, provengono dalle regioni costiere, dove prevalgono i climi marini, e dalle regioni montuose, dove le precipitazioni sono governate dal terreno. L’osservazione ampiamente citata che un secolo di record di precipitazioni nelle colline ora pesantemente deforestate del Karnataka, nel sud dell’India, è associata solo a un calo minore nei giorni di pioggia annuali non è quindi molto illuminante (Meher-Homji 1980).

I dati sulla variabilità climatica potrebbero essere più rivelatori: l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov suggerisce che la perdita delle foreste sarà associata a una perdita di feedback stabilizzanti e ad una maggiore instabilità climatica. Nella foresta atlantica del Brasile è stata rilevata una correlazione tra la ridotta copertura degli alberi e l’aumento della variazione locale interannuale delle precipitazioni (Webb et al. 2005).

Nuove indagini

L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov ha implicazioni per molti campi diversi. Consideriamo brevemente alcuni.

Resa dell’acqua.

La previsione e la dimostrazione di Makarieva e Gorshkov di distinti modelli di precipitazioni su foreste e transetti non boschivi sono persuasive. Ma queste sono generalizzazioni: ignorano le variazioni nella forma del terreno e nei tipi di copertura all’interno di ciascun transetto e l’influenza dei modelli di circolazione dell’aria (la direzione del transetto ideale varia nel corso dell’anno). Non prevedono il comportamento dell’aria umida su transetti misti di foresta/non foresta—le regioni in cui la copertura forestale sta spesso scomparendo più velocemente. Osservazioni satellitari (ad esempio, Wang et al. 2009) e vari dati esistenti, come quelli dell’International Geosphere Biosphere Programme transects, possono far più luce su questi modelli (vedi www.igbp.kva.se). Insieme a più dati sul campo, sono necessari simulatori locali e regionali in cui è possibile esplorare meccanismi, scenari e conseguenze.

I compromessi idrologici nei paesaggi modificati dipendono dalla scala. Nella vista standard, ben verificata dai dati sul campo, una marcata riduzione della copertura forestale si traduce in meno acqua persa per evaporazione e aumento del deflusso locale (Calder 2005). Al contrario, l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov suggerisce che l’acqua evaporata dalle foreste viene in genere restituita con interesse, quindi ci aspetteremmo un calo delle precipitazioni, portando a un minore deflusso su una regione più ampia, se le foreste sono esaurite.

Fuoco.

Il ruolo del danno da incendio nel degrado forestale è un feedback positivo stabilito: una volta che una foresta è già stata bruciata o altrimenti disturbata e danneggiata, diventa più infiammabile e quindi più probabile che bruci di nuovo (Laurance 2005). L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov aggiunge siccità a questo ciclo. Il fuoco danneggia le proprietà che mantengono le foreste umide e non infiammabili—le stesse proprietà che guidano la pompa di Makarieva e Gorshkov. Il fuoco riduce l’area della foglia e le densità della radice responsabili dell’ascensore idraulico e così indebolisce la capacità della vegetazione di mantenere l’umidità sottobosco. L’evaporazione ridotta a sua volta riduce le precipitazioni, portando ad un aumento della siccità, una maggiore infiammabilità e un aumento del rischio di incendio, aggiungendo così un feedback positivo aggiuntivo e sgradito nel ciclo di degradazione.

Risposte di vegetazione.

L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov solleva domande sul ruolo dei feedback nell’ecologia del paesaggio. Ad esempio, il comportamento fenologico delle foglie più competitivo dipende dal clima. Tra gli alberi, il fogliame sempreverde è favorito da un’elevata imprevedibilità stagionale e anche da una bassa variazione stagionale nella disponibilità di umidità, mentre il fogliame deciduo è favorito da intense e prolungate siccità e dalla prevedibilità stagionale (Givnish 2002). Inoltre, alcuni alberi decidui arrossiscono (cioè, producono nuove foglie) ben prima-e alcune solo dopo—le piogge arrivano, con le prime favorite in contesti stagionali più prevedibili e le seconde in condizioni più irregolari. L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov implica che questi comportamenti, influenzando i tassi di evaporazione, influenzeranno il clima. Nelle regioni monsoniche, la vegetazione decidua sempreverde e precoce incoraggia la stagione secca a terminare prima e più regolarmente, mentre le foreste decidue tardive sperimentano stagioni secche più lunghe. Applicando l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov, ci aspettiamo che questi comportamenti fenologici favoriscano le condizioni climatiche a cui sono meglio adattati.

Ma non tutti i feedback sono necessariamente positivi. Ad esempio, le liane sempreverdi costituiscono una percentuale significativa della chioma in molte foreste tropicali stagionali, dove il loro predominio sembra favorito dalla lunga stagione secca (Schnitzer 2005). Qualsiasi aumento risultante delle precipitazioni dovrebbe favorire gli alberi sulle liane.

Evoluzione e stabilità emergente.

Le foreste si sono evolute per generare pioggia? Questa idea tocca le possibilità tanto discusse di un comportamento emergente auto-stabilizzante (o” Gaia”; ad esempio, Lenton e van Oijen 2002). Alberi e foreste si sono evoluti numerose volte nella storia della Terra, suggerendo una tendenza ripetuta a generare habitat terrestri ricchi e auto-irriganti. Come illustrano le discussioni precedenti, c’è spazio per interazioni auto-stabilizzanti (vedi anche Makarieva e Gorshkov 2007). Ma, poiché le proprietà richieste per una pompa forestale efficace avvantaggiano anche i singoli alberi, sembra che qualsiasi pompa emerga come conseguenza evolutiva della competizione a livello individuale-aumenta l’estensione della foresta, ma non è per questo che si è evoluta.

Paleoclimi.

L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov, con il suo interruttore climatico, fornisce nuovi colpi di scena a vecchie controversie. L’arrivo umano in regioni precedentemente disabitate negli ultimi 50.000 anni è invariabilmente associato alle estinzioni, specialmente tra la fauna più grande (come nell’esempio dell’Australia menzionato sopra). Il ruolo concomitante del cambiamento climatico, visto come un fenomeno naturale, continua a essere discusso (Koch e Barnosky 2006). Se gravi impatti climatici potrebbero plausibilmente derivare da antichi cambiamenti di habitat indotti dall’uomo, allora la sequenza degli eventi dovrà essere rivalutata in questo quadro.

L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov non ci dice come le foreste possano ristabilirsi dopo gli eventi catastrofici che punteggiano la storia della Terra (Morley 2000). Questa domanda ci richiederà di svelare i processi di feedback e le soglie che operano spazialmente a diverse scale e le influenze che agiscono su di essi. Certamente l’ipotesi non sostiene che tali greenings non possano verificarsi. Presumibilmente, una foresta può stabilirsi anche in un sito costiero umido dove le precipitazioni diminuiscono esponenzialmente con la distanza dalla costa, e può avanzare progressivamente verso l’interno, attirando aria umida con essa. L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov potrebbe chiarire come il Sud America, ma non l’Africa, sia riuscito a mantenere climi interni umidi su larga scala attraverso i ghiacciai del passato. Forse in Africa la presenza di grandi erbivori, e gli esseri umani ancestrali con il fuoco, influenzato l’equilibrio tra foresta e vegetazione non forestale riducendo la stabilità e permettendo al clima di cambiare.

Vegetazione gestita.

In contrasto con Makarieva e Gorshkov, che propongono che solo le foreste naturali e intatte possano mantenere una pompa atmosferica funzionante, sospettiamo che le foreste secondarie e le piantagioni possano avere proprietà di evaporazione desiderabili (vedi, ad esempio, Olchev et al. 2008). Mentre la maggiore infiammabilità di tale vegetazione suggerisce un ambiente meno umido, che a sua volta implica una pompa meno efficace, tali proprietà non sono inevitabili e possono essere influenzate dalla gestione. Queste proprietà devono essere studiate.

Deserti verdi.

Potremmo un giorno afforestare i deserti del mondo? L’ipotesi di Makarieva e Gorshkov suggerisce che potremmo. Contrariamente alla maggior parte dei modelli convenzionali, i calcoli di Makarieva e Gorshkov implicano che una volta stabilite le foreste in queste regioni, la pompa biotica sarebbe abbastanza potente da annaffiarle. Nonostante le scale, e le inevitabili sfide tecniche ed etiche, tali progetti possono diventare più facili da finanziare e da implementare con l’aumento delle concentrazioni di anidride carbonica (Brovkin 2002).

Outlook

Se l’ipotesi di Makarieva e Gorshkov si dimostrerà valida, rimarranno importanti domande su come il meccanismo a pompa biotica interagisca con altri processi per fornire un resoconto più completo del clima locale, regionale e globale. Se l’ipotesi si rivela imperfetta, sarà ancora necessario un meccanismo per spiegare gli interni continentali bagnati.

L’accettazione della pompa biotica aumenterebbe i valori che la società pone sulla copertura forestale. Sollevando preoccupazioni regionali sull’acqua, l’accettazione della pompa biotica di Makarieva e Gorshkov richiede attenzione da parte di diversi attori locali, tra cui molti che altrimenti potrebbero preoccuparsi poco del mantenimento della copertura forestale.

Ringraziamenti

Ringraziamo Anastassia Makarieva, Victor Gorshkov, Antonio Nobre, Ian Calder, Meine van Noordwijk, Wolfgang Cramer e tre revisori anonimi per i preziosi commenti. Ringraziamo anche Claire Miller e Miriam van Heist per i suggerimenti editoriali e la Biblioteca CIFOR e la Biblioteca Wageningen per la localizzazione dei riferimenti. D. S. è stato sostenuto da una sovvenzione della Commissione Europea al Center for International Forestry Research e dal supporto della Wildlife Conservation Society all’Institute of Tropical Forest Conservation.

Riferimenti citati

Note dell’autore