Gli obiettivi scientifici

I ricercatori del CREA Mont-Blanc si basano sul programma Phénoclim per rispondere alla domanda seguente: Come reagiscono le specie ai cambiamenti climatici sul lungo termine?

 

Observation de la flore au Jardin de Talèfre © ADeletrade

Osservazione della flora al “Jardin de Talèfre” © ADelestrade

 

Domande scientifiche

Come si adattano le specie alle variazioni del clima per ogni stagione? – Il clima

La primavera del 2013 è stata la più fredda dal 1987 e la primavera del 2011 è stata la più calda del 20° e 21° secolo. Queste annate eccezionali influenzano direttamente la fenologia delle specie animali e vegetali. Conseguentemente, tutte le fasi della primavera della flora presa in analisi sono state tardive nel 2013, mentre, al contrario, il 2011 è stato caratterizzato da precocità per tutte le specie.
La variabilità interannuale del clima presuppone di fare riferimento a serie di dati che coprono un periodo sufficientemente esteso per poter individuare un trend.
Malgrado i suoi 14 anni di esistenza, il programma Phénoclim non esiste ancora da tempo sufficiente per poter permettere di stabilire dei trend definiti sull’impatto del cambiamento climatico sullo sfasamento delle fasi fenologiche. Gli studi scientifici devono agganciarsi sul lunghissimo termine per raggiungere il loro obiettivo: comprendere l’influenza dell’incremento delle temperature sugli ecosistemi.

 

Gel tardif © CRandin

Gelate tardive © CRandin

 

In risposta ai cambiamenti climatici, la stessa specie reagisce in modo differente in base alla sua localizzazione? – Altitudine

Le date dei fenomeni fenologici delle specie vegetali sono strettamente dipendenti dalla temperatura, la quale varia con l’altitudine. Per questo motivo è essenziale analizzare le osservazioni fenologiche tenendo conto dell’altitudine nelle aree montuose.

Per la stessa specie, due esemplari possono avere cicli fenologici sfasati in base all’altitudine alla quale vivono. In primavera, un esemplare che vive ad altitudini elevate avrà dei fenomeni fenologici più tardivi rispetto a un esemplare residente in altitudini più basse. In autunno lo stesso esemplare di alta altitudine avrà dei fenomeni fenologici più precoci. La bella stagione è più corta per gli esseri viventi di altitudine. Gli organismi viventi che vivono in altitudine hanno così sviluppato dei metodi di adattamento che permettono loro di completare il loro ciclo di riproduzione e di crescita più rapidamente rispetto a quelli di pianura.

Invece, l’analisi sulle specie animali è più complessa e si devono prendere in considerazione altri parametri. Infatti, la durata del giorno e della notte è il fattore principale che determina la data di riproduzione.

Esempio dislivello di 600 m, scarto tra 1300 m e 1900 m d’altitudine:

•    Sfasamento per le cince: 8 giorni di ritardo a 1900 m
•    Sfasamento per le rane: 38 giorni
•    Sfasamento per gli alberi: 12 giorni
•    Differenza di temperatura: -3,6 °C a 1900 m
•    Sfasamento di scioglimento delle nevi: 35 giorni

 

Zoom sulla vegetazione: il larice
Débourrement du mélèze © CREA Mont-Blanc

 

Germogliazione del larice © CREA Mont-Blanc

 

Secondo delle ricerche attualmente in corso al CREA, negli ultimi 10 anni si osserva la tendenza degli alberi situati sul piano subalpino (da 1600 a 2000 m) alla precocità della germogliazione rispetto a quelli situati più in basso, sul piano montano (da 800 a 1600 m).
Data media annuale della germogliazione del larice per gradiente altitudinale sul massiccio delle Alpi.

 

Perché le specie reagiscono in modo differente agli stessi cambiamenti climatici ? – Le specie

 

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La fioritura del nocciòlo © CREA Mont-Blanc

 

La prima fase fenologica che si osserva alla fine dell’inverno negli alberi del nocciòlo – in particolare la sua fioritura – è anticipata di una decina di giorni nell’arco di 10 anni. Alcuni anni, si osserva questa fase sin dalla fine di dicembre. Si dice allora che la fioritura del nocciòlo abbia la tendenza a una precocità più marcata rispetto a lle altre specie e alle altre fasi.

A partire da questo concetto, si potrebbe ipotizzare che l’impatto dell’aumento delle temperature sarebbe più marcato nelle specie, come il nocciòlo, che germogliano o fioriscono già naturalmente prima nell’anno, rispetto alle specie come il peccio, che germogliano o fioriscono molto più tardi nella stagione.

È quindi importante studiare un gruppo di specie precoci e di specie tardive per comprendere se l’incremento delle temperature abbia lo stesso impatto su entrambi. Le specie analizzate dal programma Phénoclim sono quindi selezionate con cura per le loro caratteristiche peculiari e i loro aspetti complementari, e sono rappresentative dei diversi ritmi di sviluppo degli esseri viventi col trascorrere delle stagioni.

 

 

 

Le analisi dei ricercatori

Capire come funzionano gli alberi

Per comprendere meglio il funzionamento degli alberi, i ricercatori hanno identificato un "Ciclo degli alberi" le cui ipotesi devono essere convalidate dalla modellizzazione. Lo sviluppo del modello è un passo cruciale per la ricerca scientifica.

Lo studio dei dati di osservazione del programma Phénoclim ha permesso di tradurre il fenomeno di germogliazione in forma matematica. Questo modello mira a prevedere le date di apertura dei germogli in funzione delle variazioni climatiche: quantità di freddo in inverno e quantità di calore in primavera.

 

Validazione del modello

 

Cycle annuel des arbres © CREA Mont-Blanc

Ciclo annuale degli alberi © CREA Mont-Blanc

 

Il modello Phénoclim per la germogliazione è considerato matematicamente affidabile rispetto alle osservazioni. Possiamo considerare che il ciclo degli alberi è verificato.

Capire l'impatto delle variazioni di temperatura

Lo studio dei dati di osservazione ha permesso di chiarire la relazione tra le date di germogliazione e le variazioni di temperatura nelle Alpi.

 

Lungo il gradiente di altitudine: scala spaziale

Le date degli eventi fenologici delle specie vegetali sono strettamente dipendenti dalla temperatura, che a sua volta varia con l'altitudine. Per questo motivo è essenziale analizzare le osservazioni fenologiche nelle zone di montagna tenendo conto dell'altitudine.

Per tutte le specie seguite nel programma Phénoclim, gli alberi hanno una germogliazione più tardiva quando l’altitudine aumenta (2 a 3,5 giorni ogni 100 metri).

Da un anno all'altro: variazione interannuale

Durante una primavera calda, La germogliazione è più precoce rispetto a una primavera fredda. Per l’abete rosso, la germogliazione durante una primavera calda (come nel 2007) avviene 14 giorni prima.