Analisi della dinamica di carbonio e azoto nel sistema suolo-acqua in tundra alpina (sito LTER Istituto Mosso) ​

Le vallette nivali rappresentano una componente fondamentale degli ecosistemi di tundra alpina, sviluppandosi in aree d’alta quota caratterizzate da una prolungata permanenza del manto nevoso. Tali aree sono considerate particolarmente sensibili al cambiamento climatico, poiché anche piccole variazioni di temperatura dell’aria, e dei quantitativi di pioggia e neve, possono alterare profondamente il pedoclima e la fenologia, con ripercussioni sui cicli di carbonio (C) ed azoto (N). Il presente lavoro si è occupato quindi di indagare le dinamiche dei cicli biogeochimici di C ed N negli ecosistemi di tundra alpina, valutando l’effetto dei principali fattori abiotici (temperatura dell’aria e del suolo, durata della neve al suolo) su alcune forme labili di C ed N del suolo (N-NO3-, N-NH4+ e DOC). La ricerca si è inoltre occupata di effettuare un confronto relativo alle caratteristiche dei suoli di due comunità vegetali distinte ma coesistenti nell’area: “valletta nivale” dominata da Salix herbacea e “curvuleto” dominato da Carex curvula, focalizzandosi sugli aspetti pedologici, sull’interazione con le variabili pedoclimatiche e sul loro significato ecologico in un’ottica di cambiamento climatico. La tesi si è infine occupata di monitorare le principali forme di C ed N di due ecosistemi lacustri, contribuendo ad arricchire la serie storica LTER (iniziata nel 2008) e valutando inoltre la possibile interazione suolo-acqua. L’analisi in laboratorio dei campioni prelevati ha permesso di determinare le principali caratteristiche chimico-fisiche dei suoli (umidità gravimetrica, pH, DOC, C/N, N-NH4+, N-NO3-) e delle acque (N-NH4+, N-NO3-, DOC, pH, conducibilità elettrica). Dai risultati ottenuti dal confronto tra i suoli caratterizzanti la valletta nivale e il curvuleto, si evince che questi ultimi presentano una produttività maggiore, una buona fertilità chimica e fisica e sono più resistenti e resilienti. Il sito 3, curvuleto maturo, è risultato il sito avente lo stock di C maggiore (4,66 kg m-2), derivato probabilmente da una scarsa degradabilità della sostanza organica (rapporto C/N pari a 20). Allo stesso modo, anche il sito 10, curvuleto giovane, ha manifestato uno stock di C pari a 2,35 kg m-2 e un rapporto C/N di 15. Infine, per poter indagare la relazione suolo-acqua sono state prese in considerazione le concentrazioni di N-NO3- nel suolo del sito 1 e nelle acque del lago Cimalegna, localizzati a meno di 50 metri di distanza. La correlazione significativa e positiva tra le due concentrazioni mette in luce l’importanza della connettività idrologica tra i sistemi terrestre e acquatico in tundra alpina, con potenziali processi di lisciviazione. I risultati emersi dallo studio evidenziano l’importanza di variabili climatiche quali la data di scomparsa del manto nevoso nel condizionare la dinamica di C e N del suolo nelle vallette nivali. Nel caso del curvuleto la temperatura del suolo nella stagione vegetativa riveste invece l’importanza maggiore. Le variazioni di tali parametri anche in relazione al cambiamento climatico potranno quindi rivestire una fondamentale importanza nell’influenzare la dinamica di C e N in questi ambienti d’alta quota, con possibili effetti anche sulla qualità dell’acqua. Ne deriva l’importanza di condurre un monitoraggio ecologico a lungo termine in grado di indagare l’effetto dell’alterazione dei parametri climatici e pedoclimatici sul ciclo di C e N del suolo.