Gli Ecosistemi terrestri e marini e la loro azione per la cattura del carbonio

Salvare il clima partendo dalla protezione degli ecosistemi naturali

Habitat naturali ben funzionanti possono assorbire e immagazzinare grandi quantità di carbonio, riducendo i livelli di CO2 atmosferica e le emissioni di gas serra derivanti dalle pratiche di uso del suolo.

Per cattura di carbonio si intende il processo di rimozione del carbonio dall’atmosfera e successivo immagazzinamento.

Ma quanto possono incidere ? quanto carbonio una foresta può catturare ?

Per sfruttare appieno il potenziale della natura è importante conoscere  il potenziale di stoccaggio e sequestro del carbonio degli habitat naturali nelle loro condizioni attuali e quanto carbonio può essere utilizzato per raggiungere gli obiettivi della politica delle emissioni dell'UE.

Chi si è occupato di questo argomento in ambito europeo è stato il briefing dell’Agenzia europea dell’Ambiente dal titolo: “Carbon stocks and sequestration in terrestrial and marine ecosystems: a lever for nature restoration?”.  

Il briefing dell’EEA, realizzato in collaborazione con la Wageningen University and Research aveva infatti l'obiettivo di classificare diversi habitat ed ecosistemi terrestri e marini in base ai loro stock di carbonio e alle loro capacità di cattura dello stesso.

Un approfondimento importante anche perchè l'intervento dell'uomo utilizzando la natura per ridurre la quantità di CO2 in atmosfera comporta anche dei rischi sulla biodiversità.

Cosa sappiamo del sequestro del carbonio e del potenziale di stoccaggio degli habitat terrestri e marini?

La cattura del carbonio è il processo in cui il carbonio viene rimosso dall'atmosfera e immagazzinato nei "serbatoi" di carbonio di habitat specifici, come biomassa fuori terra, radici e suolo.

La quantità assoluta di carbonio detenuta all'interno di un habitat naturale in qualsiasi momento specifico è lo stock o il deposito di carbonio. La velocità con cui il carbonio viene immagazzinato è indicata come tasso di sequestro del carbonio.

L'analisi che riprendo in questo articolo è è il primo tentativo di classificare i diversi tipi di habitat dell'European Nature Information Network (EUNIS) di ecosistemi terrestri e marini in base ai loro stock di carbonio e alle loro capacità di sequestro del carbonio.

Lo studio mira a creare una linea di base per ulteriori analisi, collegando i tipi di habitat naturali con le capacità di stoccaggio e sequestro del carbonio per sostenere il ripristino e la conservazione della natura, nonché le politiche di mitigazione del clima.

I dati e i risultati presentati si basano su una revisione della letteratura, conoscenze specialistiche e interpretazione degli studi esistenti dall'interno e, in alcuni casi, al di fuori dei 27 Stati membri dell'UE (UE-27).

Secondo l'analisi dell'ambito, l'intervallo di valori per le capacità di stoccaggio e sequestro di ciascun habitat varia a causa:

• della varietà delle condizioni naturali del sito dell'habitat, come il clima, le condizioni del suolo, la disponibilità di acqua e nutrienti e la topografia, che influenzano le condizioni di crescita della vegetazione in quell'habitat
• della condizione attuale dell'habitat e le sue qualità biologiche, chimiche e fisiche derivanti dal suo uso e gestione da parte dell'uomo e dalle pressioni che induce e dalla fase del suo ciclo di vita (ad esempio la classe di età forestale)
• delle incertezze nelle informazioni disponibili per ciascun habitat, a seconda del numero di studi, della rappresentatività dei siti esaminati in termini di distribuzione complessiva dell'habitat, delle condizioni dei siti e dei metodi alla base, delle tecniche di misurazione e degli approcci di modellazione utilizzati.

I numeri forniti sono quindi indicativi.

Tuttavia, questa prima panoramica avvia un processo per un monitoraggio sistematico a livello dell'UE del sequestro e delle capacità del carbonio, tenendo conto dell'eterogeneità delle condizioni dell'habitat nello spazio e nel tempo.

Messaggi chiave

• Gli ecosistemi svolgono un ruolo importante e insostituibile nella cattura e nello stoccaggio del carbonio. Attenzione però, in alcuni casi l'attuazione di misure per aumentare lo stoccaggio del carbonio negli habitat può avere effetti negativi sulla biodiversità e sui servizi ecosistemici.
• Le incertezze nelle stime quantitative dello stoccaggio e del sequestro del carbonio in molti ecosistemi sono elevate, rendendo difficile quantificare l'impatto del ripristino della natura sulle politiche di mitigazione dei cambiamenti climatici in Europa. Ciò richiede un'ulteriore differenziazione e convalida biogeografica con i dati del monitoraggio e delle misurazioni e una migliore delineazione spaziale degli habitat in tutta la terra e i mari europei.
• Le misure per aumentare lo stoccaggio del carbonio dovranno essere attentamente considerate per garantire che la politica e le azioni di mitigazione dei cambiamenti climatici, come l'espansione della produzione di biocarburanti, non comportino la perdita di biodiversità e quindi influenzino inutilmente gli obiettivi di conservazione e ripristino.
• Una varietà di misure può migliorare lo stoccaggio del carbonio negli habitat, dall'arresto delle emissioni di gas serra dalle torbiere drenate all'adeguamento della gestione delle foreste e dei terreni agricoli per aumentare gli stock di carbonio nella vegetazione e nel suolo.
• Le misure per stimolare e/o salvaguardare lo stoccaggio del carbonio nell'ambiente marino richiedono un'attenzione urgente, poiché finora è stato preso in considerazione solo un numero limitato di habitat marini. Il successo delle misure dipende dalle condizioni attuali dell'habitat e spesso ci vogliono decenni per entrare in vigore, realizzando così solo una quantità limitata di sequestro e potenziale di stoccaggio del carbonio entro i tempi del processo di attuazione delle politiche.

Stock di carbonio negli habitat terrestri e marini dell'UE

Gli habitat terrestri assorbono e immagazzinano carbonio atmosferico, mitigando in parte l'aumento della concentrazione atmosferica di CO2.

Le zone umide immagazzinano la maggior quantità di carbonio per unità di superficie, anche se questo varia ampiamente (Figura 1), seguita dalle foreste.

Le foreste forniscono grandi scorte di carbonio a causa dell'elevato contenuto di carbonio della biomassa sopra e sotto terra.

Gli stock di carbonio dipendono fortemente dai singoli habitat e quindi variano all'interno di ciascuna regione biogeografica e in tutta Europa.

(Leggi l'analisi dell'ambito)

A differenza delle zone umide e delle foreste, lo stoccaggio del carbonio dei terreni agricoli può essere migliorato utilizzando pratiche di gestione per aumentare il contenuto di carbonio organico del suolo.

Tuttavia, per brughiere, arbusti e praterie semi-naturali, le misure per aumentare lo stoccaggio del carbonio ridurrebbero il loro alto valore per la biodiversità, portando a ulteriori perdite di ricchezza e abbondanza di specie.

I terreni di torba negli habitat delle zone umide terrestri sono importanti serbatoi di stoccaggio del carbonio.

Se drenati, possono essere utilizzati per l'agricoltura e la silvicoltura. Se non drenati, gli habitat sui terreni di torba e sulle saline di solito hanno un alto potenziale di stoccaggio del carbonio, poiché la materia organica si accumula costantemente a causa delle condizioni umide.

La loro capacità di stoccaggio del carbonio a lungo termine è in parte dovuta al fatto che le zone umide raramente bruciano rispetto agli habitat più secchi. Tuttavia, se vengono drenati, questi habitat si trasformano in fonti di gas serra, poiché le condizioni aerobiche portano alla decomposizione delle sostanze organiche nel suolo.

Gli ecosistemi marini sono il più grande serbatoio a lungo termine del carbonio nella biosfera, immagazzinando e ciclicando circa il 93% della CO2 terrestre.

La maggior parte del carbonio negli oceani è carbonio inorganico sotto forma di bicarbonato, carbonato, CO2 disciolta e acido carbonico. Le più alte concentrazioni di carbonio inorganico si trovano nell'Oceano Atlantico nord-orientale, che si stima immagazzini circa il 23% di CO2 antropogenica.

Una percentuale molto più piccola è carbone legato organicamente, biologicamente "fisso", cioè carbonio negli organismi viventi o materia in decomposizione nei composti organici nell'acqua o nei sedimenti. Si stima che circa l'1% della produzione totale di carbonio organico sulla superficie del mare sia sepolto nel sedimento, dove può essere immagazzinato per migliaia e persino milioni di anni.

Uno degli habitat bentonici meglio studiati in termini di stoccaggio e sequestro del carbonio sono i fondali di alghe marine, dove il carbonio viene immagazzinato nelle piante e nei sedimenti sottostanti. I tassi di accumulo e lo stoccaggio dipendono dalla specie, dalle caratteristiche dei sedimenti, dall'intervallo di profondità dell'habitat, dall'età del fondo di alghe, dalla profondità del sedimento da campionare e dai tassi di rimineralizzazione. Anche la capacità di stoccaggio del carbonio varia notevolmente tra le aree geografiche

Figura 1. Livelli medi di stoccaggio del carbonio nei principali tipi di habitat terrestri e marini

Il tipo di sedimento ha un'influenza significativa sullo stoccaggio del carbonio: i sedimenti subtidali che hanno un'alta frazione di fango hanno il maggior potenziale per immagazzinare carbonio.

Le attività antropogeniche, come la pesca, il dragaggio e l'installazione di strutture offshore che influenzano la miscelazione dei sedimenti, incluso il disturbo dell'infauna, influenzeranno lo stoccaggio del carbonio nei sedimenti marini delle piattaforme.

A differenza della vegetazione costiera radicata, le macroalghe non trasferiscono direttamente carbonio ai sedimenti marini. Tuttavia, i detriti di alghe marine possono fornire carbonio ai siti sedimentari e possono fornire una fonte di carbonio organico disciolto refrattario.

Studi recenti indicano che quantità di carbonio importanti a livello globale possono essere coinvolte in questi processi.

Tassi di sequestro del carbonio negli habitat terrestri e marini dell'UE

Tra gli ecosistemi terrestri e i loro habitat, le foreste hanno i più alti tassi di sequestro del carbonio, raggiungendo fino a tre volte quello delle zone umide e degli agroecosistemi (Figura 2).

Nello stesso periodo, le foreste assorbono più carbonio sopra e sotto terra rispetto ad altri ecosistemi, ma il sequestro da parte di singoli habitat forestali in ogni regione biogeografica e in tutta Europa è altamente variabile.

Le zone umide hanno tassi di sequestro del carbonio relativamente bassi, ma possono accumulare carbonio per decenni e persino molti secoli; questo spiega la loro capacità di stoccaggio molto ampia, che in media supera tutti gli altri habitat. Sebbene gli agroecosistemi abbiano tassi di sequestro relativamente elevati, la biomassa viene per lo più raccolta, quindi questi habitat danno solo contributi minori allo stoccaggio del carbonio.

Gli habitat terrestri sono generalmente un serbatoio per il carbonio atmosferico (Figura 2).

Disturbi naturali come tempeste, incendi boschivi o siccità rilasciano grandi quantità di carbonio immagazzinato nell'atmosfera e trasformano gli habitat in una fonte temporanea di gas serra.

I disturbi antropogenici, come la raccolta di alberi dalle foreste, aumentano la mineralizzazione del carbonio organico del suolo e riducono il carbonio immagazzinato nel terreno. Le pratiche di gestione agricola mantengono costantemente il contenuto di carbonio del suolo dei seminativi a bassi livelli. Inoltre, sui terreni di torba drenati in cui i tassi di decomposizione della torba superano il tasso di sequestro del carbonio, l'habitat diventa una fonte netta di gas serra.

I tassi di sequestro del carbonio negli habitat marini sono di solito inferiori a quelli degli habitat terrestri. L'eccezione sono i letti di maerl, che hanno tassi di sequestro del carbonio paragonabili alle foreste. Le foreste di alghe, le macroalghe intertidali e i tappeti erbosi faunistici hanno tassi di sequestro del carbonio molto bassi o trascurabili. Le foreste di alghe e le macroalghe intertidali producono biomassa, ma questo contribuisce in gran parte allo stoccaggio del carbonio nelle aree deposizionali piuttosto che nei letti di alghe e nei letti di macroalghe stessi.

Figura 2. Tassi medi di sequestro del carbonio nei principali tipi di habitat terrestri e marini

Misure di ripristino negli habitat terrestri e marini

Nel contesto della conservazione della biodiversità e della mitigazione dei cambiamenti climatici, le misure di ripristino dovrebbero mirare a fermare le emissioni nette di gas a effetto serra e ottimizzare il potenziale di stoccaggio e sequestro del carbonio degli habitat, mantenendo e migliorando contemporaneamente la loro biodiversità.

Le misure di gestione negli ecosistemi terrestri includono generalmente tre tipi di misure che mirano a migliorare le condizioni degli habitat:

• Misure per conservare un tipo di habitat (ad esempio riducendo possibili impatti negativi derivanti dalla gestione e anche gli impatti esterni al sistema)
• Misure per ripristinare un tipo di habitat (ad esempio migliorando le condizioni biotiche e abiotiche)
• Cambiamento dell'uso del suolo, aumentando l'area di un tipo di habitat (ad esempio per estendere gli habitat esistenti, renderli più robusti o per collegare gli habitat esistenti).

In molti casi, come le foreste e le zone umide, ci sono chiare sinergie nel ripristinare gli habitat per la biodiversità e allo stesso tempo aumentare il potenziale di stoccaggio del carbonio per la mitigazione dei cambiamenti climatici.

Tuttavia, la capacità della natura è limitata sia dai cicli di vita della vegetazione stessa che dalle esigenze umane di cibo, legname e altri prodotti. Pertanto, è importante inserire le cifre per il potenziale stoccaggio e sequestro nel contesto delle attuali condizioni di habitat, compreso il loro uso e gestione umana.

Se i grandi stock di carbonio vengono perseguiti a lungo termine, la foresta non gestita potrebbe essere una buona opzione.

Le foreste più giovani mostrano un maggiore incremento annuo di carbonio nel legname rispetto alle foreste mature, ma immagazzinano meno carbonio nel legno morto e nel suolo.

Nonostante che l'assorbimento e la cattura di CO2 diminuisceo man mano che le foreste invecchiano, immagazzinano le elevate quantità di carbonio nella biomassa vivente, nel legno morto e nel suolo e sono importanti per la biodiversità.

Anche le foreste sono particolarmente importanti in Europa, in quanto coprono circa il 39% della superficie terrestre dell'UE-27. Se l'obiettivo a breve termine è sequestrare rapidamente il carbonio per massimizzare i raccolti, allora la gestione intensiva delle foreste potrebbe essere un'opzione; tuttavia, ciò comporta il costo della biodiversità e dei servizi ecosistemici.

Per immagazzinare in modo sostenibile il carbonio a lungo termine sarebbe necessario un ulteriore uso sostenibile del legno raccolto e dei prodotti in legno (ad esempio per applicazioni di costruzione).

Le misure che migliorano la gestione dell'acqua e la bagnatura dei suoli di torba sono semplici e hanno effetti positivi sia sulla biodiversità che sulla capacità di stoccaggio del carbonio degli habitat delle zone umide.

Sebbene il bagnamento delle ex zone umide e torbiere porti temporaneamente ad un aumento delle emissioni di metano (CH4), l'effetto a lungo termine sullo stoccaggio del carbonio è positivo e previene le emissioni di CO2 associate ai terreni organici drenati.

In molti casi, anche la gestione degli habitat per aumentare i loro tassi di stoccaggio e sequestro del carbonio può creare compromessi. Pertanto, le decisioni dovrebbero essere prese con attenzione, poiché molti habitat con tassi di stoccaggio e sequestro a basse emissioni di carbonio hanno un elevato valore di biodiversità e servizi ecosistemici.

Aumentare i tassi di stoccaggio e sequestro del carbonio di habitat a bassa produttività, come praterie semi-naturali, brughiere e arbusti, per la mitigazione dei cambiamenti climatici aumenterebbe la loro produttività ma degraderebbe la loro biodiversità e quindi non è considerata un'opzione fattibile.

Molti di questi habitat in Europa sono già a rischio a causa dell'elevato apporto di nutrienti, dell'effetto di fertilizzazione con CO2, dei cambiamenti climatici e di altre pressioni come la frammentazione e l'assunzione di terreni.

Le misure che mirano a mantenere e migliorare la qualità dell'habitat per le specie rimuovendo nutrienti o biomassa da un sistema (ad esempio per ripristinare habitat eutrofificati o mantenere habitat di grande importanza per la conservazione della biodiversità come le brughiere) non aumenteranno il sequestro del carbonio e gli stock e quindi non contribuiranno alla mitigazione L'uso sostenibile della biomassa di questi habitat è importante per ridurre l'impronta di CO2 della loro gestione.

L'ambiente marino offre in genere meno opportunità di intervento attivo.

Le misure di gestione includono la regolamentazione e l'orientamento sulle attività per prevenire o ridurre al minimo gli impatti antropogenici, poiché questi habitat mantengono la capacità di riprendersi se lasciati soli. La creazione di aree marine protette (AMP) integra tali misure concentrando l'azione di conservazione in luoghi particolari. Gli MPA possono anche fungere da aree di riferimento o di controllo per studiare gli impatti e i cambiamenti nell'ambiente marino, anche a causa dei cambiamenti climatici come l'innalzamento del livello del mare e i cambiamenti nella distribuzione delle specie.

Ad oggi, le misure per stimolare e/o salvaguardare lo stoccaggio del carbonio nell'ambiente marino hanno considerato solo un piccolo numero di habitat marini, vale a dire habitat bentonici, che sono anche al centro dello studio di ambito. In questo contesto, è fondamentale notare che le acque oceaniche ecologicamente degradate perdono la loro capacità di sostenere il ciclo del carbonio.

Pertanto, le misure per promuovere lo stoccaggio del carbonio sono rilevanti per la protezione e il ripristino dell'habitat.

Dei tipi di habitat esaminati, i sedimenti subtidali con un'alta frazione di fango hanno il maggior potenziale di immagazzinare carbonio.

Le misure di gestione pertinenti per questo habitat mantengono tale capacità di immagazzinare carbonio o ripristinarlo dove è stato degradato. Le attività umane che influenzano la miscelazione dei sedimenti ridurranno lo stoccaggio di carbonio nei sedimenti marini delle mensole. Prevenire o ridurre tali disturbi è quindi una solida opzione di gestione.

Per gli ecosistemi di alghe marine, i tassi di sequestro del carbonio degli habitat creati o ripristinati potrebbero essere sostanziali, anche se vi è una notevole variazione tra le specie. Entro 12 anni dalla semina, ci si aspetterebbe che i letti di alghe restaurati accumulino carbonio a tassi paragonabili a quelli dei letti naturali di alghe. Ridurre l'eutrofizzazione costiera sarebbe essenziale per utilizzare questa opzione.

Infine, possono verificarsi sia sinergie che compromessi tra gli obiettivi di conservazione e ripristino della natura da un lato e le azioni di mitigazione dei cambiamenti climatici dall'altro.

Questi dovranno essere attentamente valutati per garantire che la politica di mitigazione dei cambiamenti climatici e le azioni correlate non influenzino in modo sproporzionato gli obiettivi di conservazione e ripristino della natura, o viceversa.

Le incertezze nella capacità di stoccaggio e sequestro del carbonio e nelle aree coperte da diversi habitat continuano a ostacolare la quantificazione delle capacità di stoccaggio e sequestro del carbonio degli habitat europei.

Tuttavia, questo studio di ambito stabilisce una linea di base per studiare le sinergie e i compromessi tra le misure per proteggere la biodiversità e mitigare i cambiamenti climatici, con habitat che forniscono il livello appropriato di dettaglio per delineare le strategie a sostegno di entrambe le agende politiche.

Fonte: Carbon stocks and sequestration in terrestrial and marine ecosystems: a lever for nature restoration?