Il clima alpino si scalda, ma il suolo si RAFFREDDA: vi spieghiamo perché…

Nelle regioni alpine il riposo vegetativo, le basse temperature e la diffusa copertura nevosa suggeriscono che l’attività biologica del suolo sia concentrata soltanto durante la stagione estiva. In realtà, i suoli ricoperti da un consistente manto nevoso sono isolati dalla rigida temperatura dell’aria e possono non gelare nel corso dell’inverno.

L’innalzamento del limite delle nevicate e la riduzione della permanenza della neve al suolo in seguito al riscaldamento globale può però determinare una riduzione dell’effetto isolante del manto nevoso, esponendo i suoli del piano montano (1100-1400 m s.l.m.) a temperature più basse e ad una maggiore frequenza di cicli gelo/disgelo che potrebbero alterare la dinamica della sostanza organica e la disponibilità di nutrienti nel suolo, con potenziali effetti sulle specie vegetali ed animali.

Numerosi studi hanno evidenziato che il manto nevoso stagionale limita il congelamento del suolo a seguito della sua azione isolante. In particolare un manto nevoso di sufficiente spessore (30-60 cm), accumulatosi presto nella stagione invernale è in grado di impedire il congelamento del suolo, indipendentemente dalla temperatura dell’aria (Brooks et al., 1995; Brooks e Williams, 1999; Shanley e Chalmers, 1999).

La temperatura del suolo è fortemente condizionata non solo dallo spessore del manto nevoso e dai giorni di presenza di neve al suolo, ma anche dalla densità della stessa (Freppaz et al., 2001; Piccini e Freppaz, 2004). La conducibilità termica del manto nevoso, pari a 0.05 Wm-1K-1 per neve fresca a bassa densità, aumenta infatti al crescere della densità, fino a raggiungere valori di 0.6 Wm-1K-1, con una conseguente significativa riduzione della sua azione isolante (Sturm et al., 1997).
 
L’azione di riscaldamento degli strati basali del manto nevoso deriva dall’elevato potere isolante della copertura nevosa, in grado di rallentare il flusso di calore proveniente dal suolo. Il controllo della variabilità spaziale e temporale della relazione fra profondità del manto nevoso e temperatura del suolo è però molto complesso e dipende da diversi fattori quali la copertura vegetale, la posizione topografica e le caratteristiche del suolo.

La sperimentazione condotta ha evidenziato l’efficacia protettiva del manto nevoso in entrambi gli ecosistemi. I valori di temperatura del suolo dove la neve è stata mantenuta indisturbata si sono mantenuti pressoché costanti per la maggior parte del periodo di acquisizione dei data-logger e prossimi agli 0°C, nonostante le evidenti oscillazioni di temperatura dell’aria.

Nei periodi caratterizzati dall’assenza di copertura nevosa, invece, l’andamento termico del suolo segue significativamente le variazioni di temperatura dell’aria libera, con andamenti della temperatura simili alla parcelle prive di neve. In particolare, nel periodo tardo autunnale un ridotto spessore di neve accumulato (circa 13 cm) non è sufficiente ad isolare il suolo e l’andamento termico di entrambe le superfici ha seguito quello dell’aria.

Un accumulo di circa 35 cm di neve isola efficacemente il suolo sotto il manto nevoso, con una temperatura che rimane pressoché costante e prossima agli 0°C fino ai primi di marzo, anche in relazione all’ulteriore accumulo di manto nevoso.

La temperatura del suolo al di sotto della parcella priva di manto nevoso inizia invece a diminuire in relazione alla progressiva diminuzione della temperatura dell’aria, con un minimo di -6.0°C. Nel mese di gennaio la brusca diminuzione di temperatura dell’aria, con picchi di –8.6°C, ha provocato un abbassamento altrettanto violento della temperatura del suolo spalato, che il 31 gennaio ha raggiunto i –4.5°C.

Nella prima parte di febbraio un anomalo innalzamento della temperatura dell’aria ha determinato un significativo incremento della temperatura del suolo nelle parcelle spalate, mentre nel sito indisturbato la temperatura ha continuato a mantenersi costante e prossima agli 0°C.

Il successivo abbassamento delle temperature dell’aria ha determinato una nuova significativa diminuzione della temperatura del suolo spalato, che ha raggiunto il minimo assoluto pari a -4.8°C il primo marzo, in corrispondenza di temperature minime dell’aria anche di -8°C.

Nel corso del mese di marzo, il graduale incremento delle temperature dell’aria, ha determinato un significativo incremento della temperatura del suolo spalato che nell’ultima parte del mese ha superato anche quella del sito indisturbato. Anche in questo caso, come nel tardo autunno, il manto nevoso ha svolto in realtà un’azione raffreddante.

Negli ultimi giorni di aprile, a seguito della fusione totale del manto nevoso, causato dalla pioggia, si è registrato un evidente innalzamento della temperatura del suolo su entrambi i siti, con valori massimi di 6.2°C il 27 aprile.

Complessivamente la temperatura media del suolo dove la neve è stata rimossa (t media larice = -0.12°C; t media prato = 0.96°C) è risultata significativamente inferiore rispetto alla parcella sperimentale dove il manto nevoso è stato mantenuto indisturbato (t media larice = 1.33°C; t media prato = 1.51°C), con differenze di 1.4°C nel lariceto e di 0.5°C nel prato. Tali differenze sono più accentuate se si considerano i mesi di dicembre, gennaio e febbraio, con valori rispettivamente pari a 1.4°C nel prato e 1.9°C nel lariceto. L’assenza di manto nevoso ha determinato un incremento della mineralizzazione dell’azoto nel suolo, in particolare sotto il prato, con un significativo incremento della concentrazione di azoto nitrico, potenzialmente lisciviabile nel corso del disgelo primaverile (Freppaz et al., 2006).

La maggiore frequenza dei cicli gelo/disgelo e le temperature più basse nelle parcelle mantenute senza neve hanno inoltre determinato una significativa riduzione dell’attività biologica nel suolo.

Autore : A cura dell’Aineva, adattamento e riduzione di Alessio Grosso