Ascoltare i castagni e il suolo: Fissazione e sequestro di Carbonio

Concetti chiave
Nel periodo industriale, rispetto al periodo pre-industriale (prima della metà del '700), la CO2 presente nell'atmosfera ha inizialmente cominciato ad aumentare a causa del rilascio di carbonio nell'atmosfera dovuto alla deforestazione e altre attività di cambiamento dell'uso del suolo (Ciaiset al., 2013). Le emissioni da combustibili fossili sono iniziate prima dell'Era Industriale, ma sono diventati la fonte prevalente di emissioni antropogeniche nell'atmosfera a partire dal 1950 circa, dopodiché la loro quota relativa ha continuato ad aumentare fino ad oggi. Le emissioni antropogeniche si sovrappongono ad un ciclo naturale attivo del carbonio, che fa circolare il carbonio tra i serbatoi dell'atmosfera, dell'oceano e della biosfera terrestre con tempi che variano da sub-giornaliero a millenni, mentre gli scambi con bacini geologici si verificano a tempi più lunghi (Archer et al.,2009).Il bilancio globale per le emissioni di carbonio presentato nel Global Carbon Budget 2019 si riferisce alla media, alle variazioni e e ai trend nella perturbazione della CO2 nell'ambiente, riferito all'inizio dell'Era Industriale (fissato nel 1750).

Il grafico seguente mostra la rapida crescita della CO2 nell’atmosfera, dal 1950 ad oggi.
I componenti del bilancio della CO2 includono stime separate per le emissioni di CO2 da combustione di combustibili fossili e ossidazione derivanti da tutti i processi energetici e industriali e la produzione di cemento e le emissioni derivanti da deliberate attività umane sulla terra, comprese quelle che conducono al cambiamento nell'utilizzo della terra , così come la loro ripartizione tra il tasso di crescita della concentrazione atmosferica di CO2 e assorbimento di CO2 nell'oceano e a terra. L'assorbimento di CO2 comprende concettualmente la risposta della terra (comprese le acque interne e gli estuari) e dell'oceano (comprese le coste e il mare territoriale) a elevati livelli di CO2 e a cambiamenti nel clima, nei fiumi e in altre condizioni ambientali. Le emissioni globali e la loro divisione tra l'atmosfera, l'oceano e la terra sono in equilibrio, anche se l'impossibilità di stimare tutti gli elementi porta a una piccola differenza nel bilancio.

L’immagine che segue mostra il ciclo del carbonio globale. Essa costituisce una rappresentazione schematica della perturbazione complessiva del ciclo globale del carbonio causata da attività antropiche nella media del decennio 2009-2018. La perturbazione antropogenica si verifica in aggiunta ad un ciclo di carbone attivo, con flussi e scorte rappresentati in background e tratti da Ciais et al. (2013).

E’ un grafico complesso, ed è importante consultare la legenda qui riportata.
La tabella seguente evidenzia il bilancio del carbonio.

Considerando l’ultima colonna, si può vedere come, nel periodo 1850-2016, le emissioni di CO2 in atmosfera siano state da ricondursi per il 69% alle emissioni fossili ed il 31% ai cambiamenti nell’utilizzo della terra. Il 40% delle emissioni é rimasto nell’atmosfera, il 24% é stato assorbito dagli oceani e il 31% dalla terra (in varie forme). Il rimanente 6% è un valore che non è stato possibile stimare.
Il sequestro di carbonio e le foreste
Le foreste svolgono un ruolo cruciale nei cicli biogeochimici globali. La protezione delle foreste (riduzione della deforestazione e del degrado delle foreste principalmente nelle foreste tropicali), nonché la gestione e l'utilizzo delle foreste offrono diversi modi per supportare la mitigazione dei cambiamenti climatici.

In Europa, tre strategie di mitigazione sono ritenute più rilevanti:

  • gestione del sequestro di carbonio allo scopo di aumentare i pozzi di carbonio nella biomassa forestale e ridurre la perdita di carbonio dai suoli (attraverso la protezione delle foreste / del suolo o aumento della produttività);
  • gestione del sequestro con particolare attenzione all'aumento dei pozzi di carbonio nei prodotti legnosi raccolti;
  • gestione delle sostituzioni con particolare attenzione all'uso di bioenergia e prodotti a base di legno per sostituire i combustibili fossili e i materiali non rinnovabili.
Il sequestro e la sostituzione sono leve complementari della mitigazione dei cambiamenti climatici.

Sequestro significa che la CO2 viene legata dall'atmosfera e immagazzinata nella biosfera per un certo periodo di tempo. Gli alberi vivi sequestrano il carbonio nell'ecosistema e, dopo il raccolto, il carbonio continua ad essere immagazzinato nei prodotti in legno. Ciò ritarda il rilascio di carbonio nell'atmosfera, fino a diversi decenni o addirittura secoli nel caso di prodotti in legno di lunga durata.

Sostituzione significa che qualcosa di non rinnovabile viene sostituito dal legno come materiale rinnovabile o combustibile.

Un buon esempio per entrambe le leve è l'uso del legno nelle costruzioni. Il materiale in legno immagazzina il carbonio che aveva sequestrato come un albero ed è anche un'alternativa al cemento o all'acciaio che sono associati alle elevate emissioni di gas serra nel processo di produzione.

Tuttavia, esiste un compromesso tra sequestro e sostituzione: se nella foresta vengono lasciati più alberi per accumulare carbonio nell'ecosistema, c'è meno legno disponibile per immagazzinare carbonio nei prodotti del legno e sostituire altro materiale. Allo stesso modo, se l'utilizzo del legno viene intensificato con molta produzione aggiuntiva di bioenergia, la quantità di carbonio immagazzinata nell'ecosistema è inferiore. È quindi importante trovare un adeguato equilibrio tra il sequestro del carbonio nelle foreste e l'uso del legno per sostituire altri materiali.

Ci sono anche molte opzioni per la mitigazione dei cambiamenti climatici attraverso la gestione delle foreste; diversi tipi di gestione influenzano il sequestro e le emissioni di carbonio delle foreste.

Per esempio:
  • Le foreste naturali di vecchia crescita immagazzinano la maggior parte del carbonio, ma i loro tassi di sequestro del carbonio aggiuntivo sono generalmente inferiori rispetto alle foreste commerciali.
  • L'interruzione della gestione nelle foreste produttive può comportare un significativo sequestro del carbonio a breve termine, purché non contrastato da disturbi naturali.
  • Studi di scenari con opzioni di utilizzo di risorse alternative (Kurz et al., 2016) suggeriscono che il più grande effetto di mitigazione complessivo può essere ottenuto in foreste produttive con alti tassi di crescita (cioè sequestro di carbonio elevato), che sono raccolti in modo sostenibile per produrre prodotti in legno di lunga durata tempo e sostanziale potenziale di sostituzione per sostituire le emissioni di gas serra.
  • La scelta delle migliori risorse genetiche forestali disponibili e dei regimi di gestione ottimizzati hanno un potenziale significativo per aumentare la produttività delle foreste (Rytter et al., 2016).
  • La silvicoltura a copertura continua tende ad aumentare lo stoccaggio di carbonio nella biomassa vivente rispetto alla gestione forestale di età pari, poiché viene evitata la fase di rigenerazione con bassa densità di biomassa (Pukkala, 2014).
  • Le foreste di specie miste sono più resistenti ai disturbi (Spiecker et al., 2004) e talvolta possono essere più produttive perché strategie ecologiche complementari della specie consentono di utilizzare il potenziale del sito in modo più efficace (Pretzsch et al., 2015).
  • La gestione delle foreste può anche contribuire a prevenire o ridurre al minimo le emissioni legate ai disturbi, ad esempio attraverso un'adeguata selezione delle specie, riducendo l'esposizione al vento o la gestione del carburante (Jandl et al., 2015).
  • L'attività agro-forestale sta ricevendo recentemente una rinnovata attenzione poiché fornisce legname, cibo e altri servizi ecosistemici aumentando contemporaneamente il sequestro del carbonio nei sistemi agricoli (Jose, 2009; den Herder et al., 2017).